حلال در شیمی چه کاربردی دارد؟
به طور کلی، منظور ما از حلال، “مایع” است که می تواند یک ماده شیمیایی دیگر (جامد، مایع یا گاز) را حل کند. تفاوت حلال با واکنش دهنده این است که هیچ واکنش شیمیایی بین ماده محلول و حلال وجود ندارد. بسته به ساختار شیمیایی حلال، بین حلال های قطبی و غیر قطبی یا حلال های پروتیک و آپروتیک تمایز قائل می شود. از حلال های معمول آزمایشگاهی می توان به آب مقطر، متانول، اتانول، بنزن، تولوئن، دیکلرومتان، استون، دی متیل سولفکساید و .. اشاره کرد.
انواع حلال ها در شیمی
شناخته شده ترین حلال در زندگی روزمره آب است، با کمک آب حلال می توانیم اکثر نمک ها یا قندها را حل کنیم. اما ما همچنین از تجربه روزمره خود می دانیم که مثلاً آب نمی تواند چربی ها یا رنگ ها را حل کند. به همین دلیل است که بسیاری از «غیر شیمی‌دانان» این ضرب المثل را می‌دانند که «مانند در شبیه حل میشود»: مواد قطبی مانند نمک ها معمولاً در حلال های قطبی (مانند آب) به خوبی حل می شوند، در حالی که مواد غیر قطبی (مانند چربی ها) به طور کلی در حلال های غیر قطبی (مانند بنزین) به خوبی حل می شوند. حتی اگر این قانون کلی همیشه معتبر نباشد، نشانه خوبی از حلالیت دو ماده در یکدیگر است.
علاوه بر آب، بسیاری از مایعات دیگر اعم از معدنی و آلی به عنوان حلال استفاده می شود همچنین به عنوان حلال نامیده می شود. با این حال، حلال‌ها نه تنها به قطبی و غیرقطبی تقسیم می‌شوند، بلکه به دلیل اثر اسیدی ( امکان جدا شدن پروتون) به‌عنوان قطبی پروتیک، غیرقطبی آپروتیک و قطبی آپروتیک نیز تقسیم می‌شوند.
پاسخ دادن به قطبی یا غیرقطبی بودن یک ترکیب شیمیایی نسبتاً آسان است. برای قطبی شدن حلال باید نیروهای به اصطلاح دوقطبی رخ دهند. اینکه یک ماده شیمیایی “پروتیک” یا “آپروتیک” است را نمی توان در نگاه اول تعیین کرد. گزاره کلی «حلال‌های آپروتیک» موادی هستند که در ساختار خود هیدروژن ندارند، کاملاً صحیح نیست. برخی از حلال های آپروتیک (آلکان های بالاتر) وجود دارند که در ساختار مولکولی خود اتم های هیدروژن دارند اما اسیدی نیستند.
ماده شیمیایی «آپروتیک» ماده‌ای است که یا فاقد اتم هیدروژن است (به فرمول مولکولی مربوطه مراجعه کنید) یا اتم‌های هیدروژنی که از طریق پیوند اتمی غیر قطبی یا ضعیف قطبی مثلاً به اتم کربن متصل شده‌اند. بنابراین، اگرچه آلکان ها دارای پیوند C-H هستند، اما نمی توانند پروتون ها را جدا کنند یا فقط می توانند در حضور بازهای قوی، پروتون ها را به سختی جدا کنند. در مقابل، یک حلال پروتیک دارای پیوند H-X قطبی است که می تواند یک پروتون مانند آب یا اسیدها را جدا کند.
حلال‌های قطبی معمولی عبارتند از: آب، آمین‌ها (R-NH2)، آلکانول‌ها (R-OH)، اسیدهای آلکانوئیک (R-COOH)
حلال‌های قطبی معمولی عبارتند از: نیتریل‌ها (R-CN)، کتون‌ها (R-CO-R)
حلال‌های معمولی غیرقطبی و آپروتیک عبارتند از: آلکان‌ها، آروماتیک‌ها
در صنعت حلال های شیمیایی بسیار زیادی وججود دارد که ما در این مقاله به 5 مورد از حلال های شیمیایی پر ککاربرد خواهیم پرداخت.
آب
آب را میتوان شناخته شده ترین حلال شیمیایی نامید چرا که نه تنها در صنعت بلکه در امور روزمره نیز افراد از آب به عنوان حلال استفاده میکنند.آب از نظر شیمیایی هم اسید است و هم باز، در نتیجه خنثی محسوب میشود.نمک های فلزی، انواع چسب های قوی، الکل ها و قلیاها از جمله مواد شیمیایی هستند که آب قابلیت حل کردن آنها را در خود دارد.
اتانول
اتانول یکی از پر کاربرد ترین حلال ها در صنایع پتروشیمی، داروسازی و آزمایشگاه های علمی به شمار میرود. همچنین از این مواد شیمیایی به عنوان میکروب کش، ضدیخ و….نیز در صنایع مختلف استفاده میشود.
استون
استون و یا پروپانون در ترکیبات آلی یکی از مهم ترین هاست. این حلال در بسیاری از ترکیبات آلی مورد استفاده قرار میگیرد. تولید دارو، پلاستیک و الیاف مصنوعی نیز از دیگر کاربرد های این حلال محسوب میشود.
متانول
متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الکل می‌نامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و می‌تواند جایگزین مشتقات نفت خام شود. متانول به عنوان حلال، ضدیخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده می شود. هم چنین متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی استفاده می شود.
کلروفرم
کلروفرم یکی از بهترین حلال‌های آلکالوئیدها در فرم پایه آنهاست. بنابراین، از این ماده جهت استخراج آلکالوئیدها از مواد گیاهی در صنایع داروسازی استفاده میشود.همچنین از کلروفرم با توجه به ویژگی حلال بودن آن در استخراج آنتی بیوتیک‌ها، ویتامین‌ها، و طعم دهنده‌ها استفاده میشود.
