OPLØSNINGSMIDDEL: KONCEPT, TYPER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

Den Opløsningsmidlet er den komponent af en opløsning eller opløsning, der findes i den højeste andel. Det opløser opløsningen, den anden mindre bestanddel af opløsningen, som ikke er andet end en homogen blanding, der ikke giver diskontinuitet.

Opløsningsmidlet er normalt en væske, hovedsageligt vand, betragtes som det universelle opløsningsmiddel. Foruden vand består en opløsning normalt af et fast opløst stof, der helt opløses i det. Men opløsningsmidlet kan være et fast stof, og det opløste stof er en væske. Dette eksempel kan være tilfældet med amalgam, dannet af kviksølv og et metal.

Denne glasvæske indeholder flydende vand, det universelle opløsningsmiddel. Kilde: Pixabay.

På den anden side er luft en opløsning dannet af nitrogen, betragtes som opløsningsmidlet, fordi den er i en højere andel; og en gruppe af gasser, såsom ilt, carbondioxid, vanddamp osv., der fungerer som opløste stoffer.

I opløsning er opløsningsmiddelmolekylerne arrangeret omkring de opløste molekyler i et fænomen kendt som solvation; mere korrekt kaldet hydrering, i tilfælde af vand som opløsningsmiddel. Opløsningsprocessen er dybest set eksoterm.

Typer af opløsningsmidler

Opløsningsmidler klassificeres som polære og ikke-polære.

- Polar

De består af molekyler med en inhomogen fordeling af elektrisk ladning; det vil sige polære molekyler. Polære opløsningsmidler har normalt en høj dielektrisk konstant.

Opløsningsmidlets dielektriske konstant er en dimensieløs konstant og måler på en måde et opløsningsmiddels evne til at holde elektriske ladninger adskilt i en opløsning.

Hvis natriumchlorid opløses i vand, har kationen (Na ⁺) en tendens til at forbindes med anionen (Cl ^-), hvilket danner et bundfald af natriumchlorid. Vand på grund af dets høje dielektriske konstant forhindrer denne genforening.

Polære opløsningsmidler har en dielektrisk konstant større end 15, idet vand er det højeste (80). Disse opløsningsmidler har generelt evnen til at danne hydrogenbindinger med opløste stoffer ud over at interagere med dem gennem dipol-dipol-kræfter.

Derfor er interaktioner mellem polære opløsningsmidler og polære opløste stoffer meget stærke. Yderligere har polære opløsningsmiddelmolekyler store dipolmomenter og kan forårsage solvation af elektrisk ladede molekyler gennem interaktioner mellem ladninger af modsat tegn.

Protiske opløsningsmidler

Protiske opløsningsmidler besidder OH og NH-grupper, såsom vand (HOH) og ethanol (CH ₃ CH ₂ OH). Disse grupper tillader dannelse af brintbindinger, som muliggør disse opløsningsmidler til opløsning af mange opløste stoffer.

Protiske opløsningsmidler har normalt dielektriske konstanter større end 15; skønt eddikesyre, et protisk opløsningsmiddel, har en dielektrisk konstant på 6,2. Vand har en høj værdi, både for den dielektriske konstant (80) og for dipolmomentet (1,85).

Densiteten af vand (1,00 g / cm ³) er en af de højeste blandt de protiske opløsningsmidler. Imidlertid myresyre har en densitet på 1,21 g / cm ³, og eddikesyre syre har en densitet værdi på 1,049 g / cm ³.

Protiske opløsningsmidler favoriserer nukleofile substitutionsreaktioner (SN1).

Aprotiske opløsningsmidler

Disse opløsningsmidler har ikke OH- og NH-grupper, der tillader dannelse af hydrogenbindinger; dette er tilfældet af acetone (CH ₃ C = OCH ₃). Derfor har denne type opløsningsmiddel en lavere solvationskapacitet for saltkomponenterne end de protiske opløsningsmidler.

De fleste aprotiske opløsningsmidler har dielektriske konstante værdier større end 15, med undtagelserne er tetrahydrofuran (7,5) og ethylacetat (6,02).

Der er flere aprotiske opløsningsmidler, der har højere dipolmomenter end vand. Blandt dem: acetone (2,88), dimethylformamid (3,82), dimethylsulfoxid (3,96), nitromethan (3,56) og propylencarbonat (4,9).

Der er aprotiske opløsningsmidler med densiteter større end vands: dimethylsulfoxid (1,092 g / cm ³), nitromethan (1.137 g / cm ³) og propylencarbonat (1,205 g / cm ³).

De aprotiske opløsningsmidler favoriserer nukleofile substitutionsreaktioner (SN2).

- Ikke-polær

De er kendetegnet ved at have en dielektrisk konstant på mindre end 15, et meget lavt dipolmoment, og interaktionerne med opløste molekyler er svage (af typen London eller spredningskræfter).

Ikke-polære eller apolære opløsningsmidler er ikke blandbare med polære opløsningsmidler. Derudover opløser de ikke effektivt salte, da de ikke kan producere opløsningen af ​​deres ioniske komponenter; ej heller kan ioner afledes fra disse, i modsætning vand (H ₃ O ⁺ og OH ^-).

En del af de ikke-polære opløsningsmidler har dipolmomenter, der er lig med nul, blandt dem: pentan, hexan, cyclohexan og benzen. I mellemtiden præsenteres den maksimale værdi for dipolmomentet af dichlormethan (1,60) på grund af tilstedeværelsen af ​​klor.

Ikke-polære opløsningsmidler er egnede til solubilisering af ikke-polære opløsningsmidler, ligesom de fleste fedtstoffer og olier.

Eksempler på opløsningsmidler

toluen

Det er et aromatisk opløsningsmiddel (synonymt med methylbenzen), der bruges til at øge oktantallet af benzin. Det bruges til behandling af maling, harpiks, belægninger, gummier, vaskemidler, medicin, parfume og saccharin.

xylen

Det er et synonym for dimethylbenzen, der bruges som et opløsningsmiddel til harpikser, lakker, gummi, blæk, emaljer og som et jetbrændstof. Det er også et affedtningsmiddel, der anvendes til fremstilling af epoxyharpikser og til fremstilling af parfume, insekticider og repellanter.

Ethylacetat

Det bruges i medikamentlaboratorier til ekstraktion af antibiotika. I mellemtiden bruges det i malingsindustrien til at opløse syntetiske harpikser, der bruges til fremstilling af maling. Det bruges også i duftstoffer, farvestoffer og aromaer.

Acetone

Det bruges til fremstilling af celluloseacetat, maling, lakker, klæbemidler og farvestoffer i diphenylamin-serien. Det bruges til ekstraktion af fedt og olier såvel som til deres oprensning. I hjemmet bruges det til at fjerne neglelak og maling.

Ethylenmethylketon

Det bruges til fremstilling af opløsningsmidler til overtræk, klæbemidler og magnetbånd. Det bruges også til ekstraktion af fedt, olier og voks fra naturlige og syntetiske harpikser. Derudover bruges det til fremstilling af trykfarver, syntetisk læder, cellofan og aluminiumsindpakningsfolier.

perchlorethylen

Det bruges til tørt tøjvask og fjernelse af pletter.

Acetat af butilo

Det bruges til oprensning af penicillin.

Isopropylalkohol

Det bruges som et topisk desinfektionsmiddel og som et afisnings- og rengøringsopløsningsmiddel til forruder i bilen.

chloroform

Det er et ikke-polært opløsningsmiddel, der bruges i renserier som opløsningsmiddel til fedt ved renseri. Det bruges som et opløsningsmiddel og affedtningsmiddel i mange industrielle processer. I molekylærbiologi bruges det til ekstraktion af DNA i cellelysater.

Referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
2. Wikipedia. (2019). Opløsningsmiddel. Gendannet fra: en.wikipedia.org
3. Dipole-øjeblik. Gendannes fra: biorom.uma.es
4. ChemicalSafetyFacts. (2019). Opløsningsmidler. Gendannes fra: chemicalafetyfacts.org
5. Marketizer. (16. maj 2011). Typer af opløsningsmidler og deres anvendelser. Gendannes fra: marketizer.com
6. Steven A. Hardinger. (2017). Illustreret ordliste for organisk kemi: opløsningsmiddel. Gendannes fra: chem.ucla.edu