ROZPOUŠTĚDLO: KONCEPCE, TYPY A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Rozpouštědlo je součást roztoku nebo roztoku, který se nachází v nejvyšším podílem. Rozpouští rozpuštěnou látku, další menší složku roztoku, což není nic jiného než homogenní směs, která nepředstavuje diskontinuitu.

Rozpouštědlo je obvykle kapalina, hlavně voda, považovaná za univerzální rozpouštědlo. Kromě vody se obvykle roztok skládá z pevného solutu, který se v něm zcela rozpustí. Rozpouštědlem však může být pevná látka a rozpuštěná kapalina. Tento příklad by mohl být případ amalgámu tvořeného rtutí a kovem.

Toto skleněné sklenice obsahuje tekutou vodu, univerzální rozpouštědlo. Zdroj: Pixabay.

Na druhé straně vzduch je roztok tvořený dusíkem, považovaný za rozpouštědlo, protože je ve větším poměru; a skupinu plynů, jako je kyslík, oxid uhličitý, vodní pára atd., které působí jako rozpuštěné látky.

V roztoku jsou molekuly rozpouštědla uspořádány kolem molekul rozpuštěné látky ve jevu známém jako solvatace; více správně nazvaný hydratace, v případě vody jako rozpouštědlo. Solvatační proces je v podstatě exotermický.

Druhy rozpouštědel

Rozpouštědla jsou klasifikována jako polární a nepolární.

- Polární

Jsou tvořeny molekulami s nehomogenní distribucí elektrického náboje; to znamená, polární molekuly. Polární rozpouštědla mají obvykle vysokou dielektrickou konstantu.

Dielektrická konstanta rozpouštědla je bezrozměrná konstanta a svým způsobem měří schopnost rozpouštědla udržovat elektrické náboje v roztoku odděleně.

Pokud je chlorid sodný rozpuštěn ve vodě, má kation (Na ⁺) tendenci se sdružovat s aniontem (Cl ^-), čímž se vytvoří sraženina chloridu sodného. Voda z důvodu své vysoké dielektrické konstanty zabraňuje tomuto opětovnému spojení.

Polární rozpouštědla mají dielektrickou konstantu větší než 15, přičemž voda je nejvyšší (80). Tato rozpouštědla mají obecně schopnost vytvářet vodíkové vazby s rozpuštěnými látkami, kromě toho, že s nimi interagují prostřednictvím dipól-dipólových sil.

Interakce mezi polárními rozpouštědly a polárními soluty jsou proto velmi silné. Molekuly polárního rozpouštědla mají navíc velké dipólové momenty a mohou způsobovat solvataci elektricky nabitých molekul prostřednictvím interakcí mezi náboji opačného znaménka.

Protická rozpouštědla

Protická rozpouštědla mají OH a NH skupiny, jako je voda (HOH) a ethanolu (CH ₃ CH ₂ OH). Tyto skupiny umožňují tvorbu vodíkových vazeb, což umožňuje těmto rozpouštědlům solvataci mnoha solutů.

Protická rozpouštědla mají obvykle dielektrické konstanty větší než 15; i když kyselina octová, protické rozpouštědlo, má dielektrickou konstantu 6,2. Voda má vysokou hodnotu jak pro dielektrickou konstantu (80), tak pro dipólový moment (1,85).

Hustota vody (1,00 g / cm ³) je jedním z nejvyšší mezi protická rozpouštědla. Nicméně, kyselina mravenčí má hustotu 1,21 g / cm ³, a octová kyselina má hustotu hodnotu 1,049 g / cm ³.

Protická rozpouštědla upřednostňují nukleofilní substituční reakce (SN1).

Aprotická rozpouštědla

Tato rozpouštědla nemají skupiny OH a NH, které umožňují tvorbu vodíkových vazeb; jako je tomu v případě acetonu (CH ₃ C = OCH ₃). Proto má tento typ rozpouštědla nižší solvatační kapacitu složek solí než protická rozpouštědla.

Většina aprotických rozpouštědel má dielektrické konstantní hodnoty větší než 15, s výjimkou tetrahydrofuranu (7,5) a ethylacetátu (6,02).

Existuje několik aprotických rozpouštědel, která mají vyšší dipólové momenty než voda. Mezi nimi: aceton (2,88), dimethylformamid (3,82), dimethylsulfoxid (3,96), nitromethan (3.56) a propylenkarbonát (4.9).

K dispozici jsou aprotická rozpouštědla s hustotou větší než voda: dimethylsulfoxid (1,092 g / cm ³), nitromethanu (1,137 g / cm ³) a uhličitanu propylenu (1,205 g / cm ³).

Aprotická rozpouštědla podporují nukleofilní substituční reakce (SN2).

- Nepolární

Vyznačují se dielektrickou konstantou menší než 15, velmi nízkým dipólovým momentem a interakce s molekulami solutu jsou slabé (typu Londýn nebo disperzní síly).

Nepolární nebo nepolární rozpouštědla nejsou mísitelná s polárními rozpouštědly. Kromě toho účinně nerozpouštějí soli, protože nemohou produkovat solvataci svých iontových složek; ani z nich nelze odvodit ionty, na rozdíl od vody (H ₃ O ⁺ a OH ^-).

Část nepolárních rozpouštědel má dipólové momenty rovné nule, mezi nimi: pentan, hexan, cyklohexan a benzen. Mezitím je maximální hodnota pro dipólový moment představována dichlormethanem (1,60) v důsledku přítomnosti chloru.

Pro solubilizaci nepolárních solutů jsou vhodná nepolární rozpouštědla, stejně jako většina tuků a olejů.

Příklady rozpouštědel

Toluen

Jedná se o aromatické rozpouštědlo (synonymum s methylbenzenem), které se používá ke zvýšení oktanového čísla benzinu. Používá se při zpracování barev, pryskyřic, nátěrů, kaučuků, detergentů, léčiv, parfémů a sacharinů.

Xylen

Je to synonymum pro dimethylbenzen, který se používá jako rozpouštědlo pro pryskyřice, laky, gumu, inkousty, emaily a jako tryskové palivo. Je to také odmašťovací činidlo, které se používá při výrobě epoxidových pryskyřic a při přípravě parfémů, insekticidů a repelentů.

Ethylacetát

Používá se v lékových laboratořích pro extrakci antibiotik. Mezitím se v malířském průmyslu používá k rozpouštění syntetických pryskyřic používaných při přípravě barev. Používá se také ve vůních, barvivech a příchutích.

Aceton

Používá se při výrobě acetátu celulózy, barev, laků, lepidel a barviv řady difenylaminu. Používá se při extrakci tuků a olejů a při jejich čištění. V domácnosti se používá k odstranění laku na nehty a barvy.

Ethylenmethylketon

Používá se při výrobě rozpouštědel pro povlaky, lepidla a magnetické pásky. Používá se také při extrakci tuků, olejů a vosků z přírodních a syntetických pryskyřic. Kromě toho se používá při výrobě tiskařských barev, syntetické kůže, celofánu a hliníkových fólií.

Perchlorethylen

Používá se při suchém čištění oděvů a při odstraňování skvrn.

Acetát butilo

Používá se při čištění penicilinu.

Isopropylalkohol

Používá se jako topický dezinfekční prostředek a jako odmrazovací a čisticí rozpouštědlo pro čelní sklo automobilu.

Chloroform

Je to nepolární rozpouštědlo, které se používá v suchých čisticích prostředcích jako rozpouštědlo pro tuky při suchém čištění. Používá se jako rozpouštědlo a odmašťovač v mnoha průmyslových procesech. V molekulární biologii se používá při extrakci DNA v buněčných lyzátech.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Wikipedia. (2019). Solventní. Obnoveno z: en.wikipedia.org
3. Dipolový moment. Obnoveno z: biorom.uma.es
4. ChemicalSafetyFacts. (2019). Rozpouštědla. Obnoveno z: Chemicalsafetyfacts.org
5. Obchodník. (16. května 2011). Druhy rozpouštědel a jejich aplikace. Obnoveno z: marketizer.com
6. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrovaný glosář organické chemie: rozpouštědlo. Obnoveno z: chem.ucla.edu