انواع حلال یا solvents

حلال چیست؟

حلال از واژه لاتین solvō، به معنی حل شدن برگرفته شده است. در واقع حلال ماده ای است که حل شونده را حل می کند و در نتیجه محلول ایجاد می کند.

یک حلال معمولاً یک مایع است اما می تواند جامد، گاز یا یک مایع فوق بحرانی نیز باشد. مقدار املاحی که می تواند در حجم خاصی از حلال حل شود، با توجه به دما متفاوت است.

هنگامی که یک ماده در ماده دیگر حل می شود، یک محلول تشکیل می شود. این در شرایطی است که ترکیبات مانند شن و ماسه در آب محلول نیستند. در یک محلول، همه مواد به طور یکنواخت در سطح مولکولی توزیع می شوند و هیچ باقیمانده ای نمی ماند.

یک ترکیب محلول مخلوطی از حلال و حل شونده است که از یک فاز تشکیل شده اند و تمام مولکول های املاح به صورت حلال (کمپلکس های حلال محلول) اتفاق می افتد.

حلالیت به چه معنایی است؟

توانایی حل شدن یک ترکیب در ترکیب دیگر به عنوان حلالیت شناخته می شود. اگر این اتفاق در تمام نسبت ها رخ دهد، آن را اختلاط پذیر می نامند.

علاوه بر اختلاط، مواد موجود در یک محلول در سطح مولکولی با یکدیگر برهم کنش دارند. وقتی چیزی حل می شود، مولکول های حلال در اطراف مولکول های ماده حل شده قرار می گیرند. در این روش انتقال گرما گیر است و آنتروپی افزایش می یابد و باعث می شود محلول ترمودینامیکی پایدارتر از ماده حل شده باشد.

این ترتیب با خواص شیمیایی مربوطه حلال و املاح از جمله پیوند هیدروژنی، گشتاور دوقطبی و قابلیت قطبش ایجاد می شود.

انحلال باعث ایجاد واکنش شیمیایی یا تغییرات پیکربندی شیمیایی در محلول نمی شود. با این حال، حلالیت غالباً دارای انرژی قابل ملاحظه ای است (گرمای انحلال و آنتروپی حلال) و بنابراین از یک روند خنثی فاصله دارد.

هنگامی که یک ماده حل شونده در ماده دیگری به نام حلال، حل می شود، یک محلول به وجود می آید. محلول یک مخلوط همگن است که از یک ماده حل شده در یک حلال تشکیل شده است.

املاح ماده ای است که در حلال حل شده است، در حالی که حلال محیط حل کننده است. محلول ها را می توان با انواع و اشکال مختلفی از املاح و حلال ها تشکیل داد.

حلال، ماده ای است که معمولاً در آن مواد دیگر حل می‌شوند و محلول تشکیل می‌دهند. حلال های قطبی (به عنوان مثال، آب) به تشکیل یون ها کمک می کنند ولی حلال های غیر قطبی ها (به عنوان مثال، هیدروکربن ها) این کار را نمی کنند.

حلال ها ممکن است عمدتا اسیدی، بازی، آمفوتریک (هر دو)، یا آپروتیک (هیچکدام) باشند.

ترکیبات آلی مورد استفاده به عنوان حلال شامل ترکیبات معطر و سایر هیدروکربن ها، الکل ها، استرها، اترها، کتون ها، آمین ها و هیدروکربن های نیتراتی و هالوژنه می باشد. کاربرد اصلی آنها به عنوان رسانه برای سنتزهای شیمیایی، به عنوان پاک کننده های صنعتی، در فرآیندهای استخراج، در داروسازی، در جوهر، و در رنگ ها، لاک ها و لاک ها است.

دسته بندی انواع حلال

انواع حلال را می توان به طور کلی به دو دسته قطبی و غیر قطبی طبقه بندی کرد. اما اگر حلال ها را بر اساس ماهیت شیمیایی آن ها دسته بندی کنیم، می بینیم که به دو دسته حلال آبی و حلال آلی تقسیم بندی می شوند.

الکل ها دسته مهمی از حلال های صنعتی به شمار می روند، زیرا دارای یک سر قطبی و یک سر غیر قطبی هستند. در نتیجه این حلال ها هم می توانند مواد حل شونده قطبی و هم غیر قطبی را در خود حل کنند.

مورد خاص دیگر جیوه است که محلول های آن به نام آمالگام شناخته می شود. همچنین، محلول های فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند.

به طور کلی ثابت دی الکتریک حلال، اندازه گیری تقریبی قطبیت حلال را فراهم می کند. قطبیت زیاد آب با ثابت ماندن زیاد ثابت دی الکتریک آن (در دمای 0 درجه سانتیگراد) نشان داده می شود. به طور کلی حلال هایی با ثابت دی الکتریک کمتر از 15 غیر قطبی در نظر گرفته می شوند.

ثابت دی الکتریک تمایل حلال به لغو بخشی از قدرت میدان الکتریکی ذره باردار غوطه ور را اندازه گیری می کند. از نظر ابتکاری، می توان ثابت دی الكتریكی یک حلال را توانایی آن در كاهش بار موثر داخلی املاح دانست. عموماً ثابت دی الكتریكی، یک حلال پیش بینی كننده برای توانایی حلال در حل كردن تركیبات یونی رایج، مانند نمک ها است.

حلال آبی

آب یک حلال برای مولکول های قطبی و متداول ترین حلالی است که توسط موجودات زنده استفاده می شود. تمام یون ها و پروتئین های موجود در سلول در آب درون سلول حل می شوند. در واقع محلول هایی که حلال آن ها آب است، محلول آبی نامیده می شوند.

حلال های آلی

حلال های آلی با توجه به ساختار شیمیایی که دارند، به سه دسته هیدروکربین، اکسیژنی و هالوژنی تقسیم بندی می شوند.

حلال قطبی

ذرات تشکیل دهنده این حلال، قطبی است، که یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می کنند. آب یک حلال قطبی است و در واقع یکی از رایج ترین حلالهاست. مواد حل شونده ی قطبی در حلال های قطبی حل می شوند و محلول قطبی را تشکیل می دهند. آب مهم ترین حلالی است که ترکیبات یونی و کووالانسی زیادی را در خود حل می کند.

حلال غیر قطبی

ذرات تشکیل دهنده این حلال غیرقطبی است و نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات حلال غیر قطبی وجود دارد. بنابراین اغلب این حلال ها نقطه ی جوش بسیار پایینی دارند و فرار هستند. مواد حل شونده غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند و تولید محلول غیر قطبی را می دهند.

انواع حلال

زایلن , مورفولین , مونو اتیلن گلایکول , استون , تولوئن, حلال های 402 . 410و ویژه , سیکلوهگزانون , پر کلر اتیلن , حلال بی بو , متیل کلراید

حلال زایلن xylene

زایلن یک ترکیب آروماتیک می باشد و یکی از 30ترکیب شیمیایی است که به طور انبوه تولید و در صنایع مختلف بعنوان حلال مورد استفاده قرار میگیرد.

حلال زایلن به طور طبیعی در نفت خام وجود دارد این ماده یک ترکیب آلی ،مایعی بی رنگ ،فرار ،قابل اشتعال،و دارای بوی شیرین(بدلیل وجود 3گروه آروماتیک) است که به دی متیل بنزن نیز معروف میباشد.

زایلن دارای 3ایزومر به نام های : پارا ، ارتو و متازایلن میباشد که تنها در محل قرار گیری گروه های متیل با هم تفاوت دارند .

 حلال مورفولین Morpholine

مورفولین یک ترکیب شیمیایی هتروسیکل هست که دارای ترکیب شیمیایی فرار آلی با فرمول شیمیایی C₄H₉NO می باشد.

از لحاظ شیمیایی مورفولین یک آمینو اتر با پایداری شیمیایی است زیرا ویژگی های هر دو گروه عاملی آمین ها و اترها رو دارا می باشد .مورفولین ترکیبی محلول در آب بود و خود حلال مناسب برای بسیاری از ترکیبات آلی نظیر رزین، رنگ، واکس و غیره می باشد.

مونو اتیلن گلایکول

مونو اتیلن گلیکول (اتیلن گلایکول)، یک ترکیب شیمیایی آلی به شکل مایع با فرمول C2H6O2 می باشد. مونو اتیلن گلیکول (MEG) ساده ترین ترکیب از گلیکول ها است که با وجود سادگی کاربرد زیادی در صنعت دارد.

 یکی از رایج ترین ترکیبات آلی خاصیت ضد یخ و ضد انجماد است. برای مثال جزء اصلی فرمولاسیون محصولات ضد یخ به دلیل خاصیت ضد انجماد و ضد یخ این ترکیب آلی, مونو اتیلن گلیکول می باشد . این ترکیب شیمیایی با شکل ظاهری مایع مانند, بی رنک،, بی بو و سمی می باشد .

استون Acetone

استون در دسته لکه بر ها قرار می گیرد جزو ساده‌ترین کتون با فرمول مولکولی CH₃)₂CO) می باشد ترکیب آلی استون، یک حلال قطبی آپروتیک است. این ماده فرار، بی‌رنگ و به شدت آتش‌گیر است و مصرف بسیار زیادی در صنعت به عنوان حلال دارد. یکی از ساده‌ترین روش‌های ساخت این ماده تقطیر استات کلسیم است.

 تولوئن Toluene

تولوئن از دسته هیدروکربن های آروماتیک است که با فرمول شیمیایی C₆H₅CH₃ یا C₇H₈ نمایش داده می شود.

 با توجه به ارایش شیمیایی دارای خواصی مشابه بنزن می باشد ولی بسیار کم خطرتر از این ماده است. مایعی بی‌رنگ و آتش‌گیری است و به عنوان حلال در صنایع مختلفی چون رنگ و رزین به کار برده می شود, این ماده به طور طبیعی در روغن کاج یافت می شود.

 از اکسایش این ماده یکی از مشتقات بنزین ( بنزوئیک اسید ) تولید می شود شکل ظاهری آن جامدی سفید رنگ با بلورهای سوزنی است که دارای خواص ویژه ای مانند خاصیت ضد کپک است و این امر باعث شده تا از آن در صنعت استفاده شود.

حلال های ویژه , 402 و 410

حلال 402 از خانواده حلال Stanford solvent می باشد. از جمله این ترکیبات می توان به حلال های 410, 403, 406, 402 و 400 اشاره کرد.. 402 ترکیبی از هیدروکربن های پارافینی و آروماتیک هایی با دامنه تقطیر 200 تا 142 درجه سانتیگراد است پایدار بوده و خورنده نیست .

حلال ویژه با نام های رایج دیگری از جمله وایت اسپریت، حلال Stoddard، حلال معدنی و رقیق کننده رنگ نیز شناخته می شود.

در واقع حلال ویژه مایعی قابل اشتعال، شفاف و بی رنگ و مخلوطی از مواد شیمیایی هیدروکربنی می بلشد که آن را یک حلال ملایم می دانند زیرا, بوی ملایمی دارد همچنین باعث خوردگی نمی شود.

معمولا بیشترین کاربرد های این ماده در حلال های پاک کننده، حلال های استخراج، رنگ ها، نگهدارنده های چوب، حلال لاستیک و رزین، مرکب چاپ، حلال لاستیک و رزین، به عنوان حلال در صنعت آرایشی و غذایی، چسب ها و… می باشد.

سیکلوهگزانون

شکل ظاهری این ترکیب به صورت مایعی بی رنگ است. به طور عمده به عنوان یک واسطه در سنتز عمل می کند . برای مثال در سنتز داروها، رنگ ها، ،آفت کش ها، پلاستیک ها و مواد شیمیایی و تهیه ی واکس مورد استفاده قرار میگیرد.

پر کلر اتیلن

پر کلر اتیلن حلالی سنگین و بدون رنگ است قابلیت اشتعال ندارد. این حلال حاصل هیدروکربن های سبک در دمای بالا است . پر کلر اتیلن محلول در آب نیست و در مواد آلی محلول می شود. پایدار بوده وبیشترین کاربرد آن در خشکشویی می باشد به همین علت به آن مایع خشکشویی نیز گفته می شود.

حلال بی بو

حلال بی بو بر پایه نفت سفید است , در واقع بی رنگ , بی بو و سنگین تر از بنزین است. این حلال خورندگی ایجاد نمی کند و در صنایع گوناگون کاربرد های متنوعی دارد. از حلال بی بو در ژل های آتش زا, اسپری های حشره کش و همچنین در صنایع رنگ و رزین استفاده می شود.

متیلن کلراید

متیلن کلرید که به دی کلرومتان نیز معروف است، یک هیدروکربن C1 کلردار با فرمول CH2Cl2است. یک حلال آلی فعال است که در دمای اتاق غیر قابل اشتعال می باشد. این ماده کاربرد های وسیعی دارد اما عمدتا به عنوان حلال درصنایع گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد. لازم به ذکر است که بخاراین ماده در غلظت بالا مانند مواد مخدر عمل می کنند و به عنوان یک ترکیب شیمیایی سرطانزا شناخته می شود.

کاربرد حلال ها

برای حلال های آلی کاربردهای بسیار گسترده ای وجود دارد که در زیر به چند مورد از آن ها می توان اشاره کرد:

در تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی

در خشک کردن (به عنوان مثال تتراکلرواتیلن)

به عنوان مواد رقیق کننده رنگ (مانند تولوئن، سقز)

به عنوان پاک کننده های لاک ناخن و حلال های چسب (استون ، استات متیل ، استات اتیل)

در محلول های پاک کننده (به عنوان مثال هگزان، بنزن، اتر)

در مواد شوینده (مرکبات ترپن)

در عطرها (اتانول)

در صنایع شیمیایی مانند سنتزهای شیمیایی

دارویی

نفت و گاز

محلول چیست

در علم شیمی، محلول نوع خاصی از مخلوط همگن است که از دو یا چند ماده تشکیل شده است. در چنین مخلوطی، املاح یا حل شونده در ماده دیگری حل می شود که معروف به حلال است.

فرآیند اختلاط یک محلول در مقیاسی اتفاق می افتد که اثرات قطبیت شیمیایی در آن دخیل باشد و در نتیجه فعل و انفعالاتی خاص برای محلول ایجاد شود.

محلول معمولاً وقتی حالت حلال را دارد که قسمت بزرگتر مخلوط باشد. یکی از پارامترهای مهم محلول غلظت آن است که اندازه گیری مقدار املاح در مقدار مشخصی از محلول یا حلال را مشخص می کند.

محلول آبی چیست؟

اصطلاح “محلول آبی” هنگامی استفاده می شود که یکی از حلال ها آب باشد.

ویژگی های محلول ها

محلول مخلوطی همگن از دو یا چند ماده است.

ذرات املاح موجود در یک محلول با چشم غیر مسلح دیده نمی شود.

یک محلول اجازه نمی دهد پرتوهای نور پراکنده شوند.

یک محلول پایدار است.

املاح از محلول را نمی توان با فیلتراسیون (یا به صورت مکانیکی) جدا کرد.

فقط از یک فاز تشکیل شده است

اختصاصی بازار نفت گاز پتروشیمی

منبع: topper