ROZPÚŠŤADLO: KONCEPT, TYPY A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026

Rozpúšťadlo je súčasť roztoku alebo roztoku, ktorý sa nachádza v najvyššom podielom. Rozpúšťa rozpustenú látku, ďalšiu minoritnú zložku roztoku, čo nie je nič viac ako homogénna zmes, ktorá nevykazuje diskontinuitu.

Rozpúšťadlo je zvyčajne kvapalina, hlavne voda, považovaná za univerzálne rozpúšťadlo. Okrem vody sa obvykle roztok skladá z tuhej látky, ktorá sa v nej úplne rozpustí. Rozpúšťadlo však môže byť tuhá látka a rozpustená kvapalina. Tento príklad by mohol byť prípad amalgámu, ktorý tvorila ortuť a kov.

Tento sklenený pohárik obsahuje tekutú vodu, univerzálne rozpúšťadlo. Zdroj: Pixabay.

Na druhej strane vzduch je roztok tvorený dusíkom, ktorý sa považuje za rozpúšťadlo, pretože je vo väčšom pomere; a skupinu plynov, ako je kyslík, oxid uhličitý, vodná para atď., ktoré pôsobia ako rozpustené látky.

V roztoku sú molekuly rozpúšťadla usporiadané okolo molekúl rozpustenej látky vo fenoméne známom ako solvatácia; presnejšie nazývaná hydratácia, v prípade vody ako rozpúšťadla. Solvatačný proces je v podstate exotermický.

Druhy rozpúšťadiel

Rozpúšťadlá sú klasifikované ako polárne a nepolárne.

- Polar

Sú tvorené molekulami s nehomogénnou distribúciou elektrického náboja; to znamená polárne molekuly. Polárne rozpúšťadlá majú obvykle vysokú dielektrickú konštantu.

Dielektrická konštanta rozpúšťadla je bezrozmerná konštanta a svojím spôsobom meria schopnosť rozpúšťadla udržiavať elektrické náboje oddelené v roztoku.

Ak sa chlorid sodný rozpustí vo vode, má katión (Na ⁺ ) tendenciu sa spájať s aniónom (Cl ^- ), čím sa vytvára zrazenina chloridu sodného. Voda z dôvodu vysokej dielektrickej konštanty bráni tomuto znovusjednoteniu.

Polárne rozpúšťadlá majú dielektrickú konštantu väčšiu ako 15, pričom voda je najvyššia (80). Tieto rozpúšťadlá majú všeobecne schopnosť tvoriť vodíkové väzby s rozpustenými látkami, okrem toho, že s nimi interagujú prostredníctvom sily dipól-dipól.

Preto sú interakcie medzi polárnymi rozpúšťadlami a polárnymi solutmi veľmi silné. Okrem toho majú molekuly polárnych rozpúšťadiel veľké dipólové momenty a môžu spôsobiť solvatáciu elektricky nabitých molekúl prostredníctvom interakcií medzi nábojmi opačného znamienka.

Protické rozpúšťadlá

Protická rozpúšťadlá majú OH a NH skupiny, ako je voda (HOH) a etanolu (CH ₃ CH ₂ OH). Tieto skupiny umožňujú tvorbu vodíkových väzieb, čo umožňuje rozpúšťadlám mnohých rozpustených látok.

Protické rozpúšťadlá majú obvykle dielektrické konštanty väčšie ako 15; hoci kyselina octová, protické rozpúšťadlo, má dielektrickú konštantu 6,2. Voda má vysokú hodnotu tak pre dielektrickú konštantu (80), ako aj pre dipólový moment (1,85).

Hustota vody (1,00 g / cm ³ ) je jedným z najvyššej medzi protická rozpúšťadlá. Avšak, kyselina mravčia má hustotu 1,21 g / cm ³ , a octová kyselina má hustotu hodnotu 1,049 g / cm ³ .

Protické rozpúšťadlá podporujú nukleofilné substitučné reakcie (SN1).

Aprotické rozpúšťadlá

Tieto rozpúšťadlá neobsahujú OH a NH skupiny, ktoré umožňujú tvorbu vodíkových väzieb; ako je tomu v prípade acetóne (CH ₃ C = OCH ₃ ). Preto má tento typ rozpúšťadla nižšiu solvatačnú kapacitu zložiek solí ako protické rozpúšťadlá.

Väčšina aprotických rozpúšťadiel má dielektrické konštantné hodnoty väčšie ako 15, s výnimkou tetrahydrofuránu (7.5) a etylacetátu (6,02).

Existuje niekoľko aprotických rozpúšťadiel, ktoré majú vyššie dipólové momenty ako voda. Medzi nimi: acetón (2,88), dimetylformamid (3,82), dimetylsulfoxid (3,96), nitrometán (3.56) a propylénkarbonát (4.9).

K dispozícii sú aprotické rozpúšťadlá s hustotou väčšou ako voda: dimetylsulfoxid (1,092 g / cm ³ ), nitrometánu (1,137 g / cm ³ ) a uhličitanu propylénu (1,205 g / cm ³ ).

Aprotické rozpúšťadlá podporujú nukleofilné substitučné reakcie (SN2).

- nepolárne

Vyznačujú sa dielektrickou konštantou menšou ako 15, veľmi nízkym dipólovým momentom a interakcie s molekulami rozpustených látok sú slabé (typu Londýn alebo disperzné sily).

Nepolárne alebo nepolárne rozpúšťadlá nie sú miešateľné s polárnymi rozpúšťadlami. Okrem toho tieto látky účinne nerozpúšťajú, pretože nemôžu produkovať solvatáciu svojich iónových zložiek; ani môžu ióny odvodiť z nich, na rozdiel od vody (H ₃ O ⁺ a OH ^- ).

Časť nepolárnych rozpúšťadiel má dipólové momenty rovné nule, medzi nimi: pentán, hexán, cyklohexán a benzén. Medzitým je maximálna hodnota dipólového momentu vyjadrená dichlórmetánom (1,60) v dôsledku prítomnosti chlóru.

Na rozpustenie nepolárnych rozpustených látok sú vhodné nepolárne rozpúšťadlá, rovnako ako väčšina tukov a olejov.

Príklady rozpúšťadiel

toluén

Je to aromatické rozpúšťadlo (synonymné s metylbenzénom), ktoré sa používa na zvýšenie oktánového čísla benzínu. Používa sa pri spracovaní farieb, živíc, náterov, kaučukov, detergentov, liekov, parfumov a sacharínov.

xylén

Je to synonymum pre dimetylbenzén, ktorý sa používa ako rozpúšťadlo pre živice, laky, gumu, atramenty, emaily a ako prúdové palivo. Je to tiež odmasťovacie činidlo, ktoré sa používa pri výrobe epoxidových živíc a pri príprave parfumov, insekticídov a repelentov.

Etylacetát

Používa sa v liekových laboratóriách na extrakciu antibiotík. Medzitým sa v priemysle farieb používa na rozpúšťanie syntetických živíc používaných pri príprave farieb. Používa sa tiež vo vôňach, farbivách a arómach.

acetón

Používa sa pri výrobe acetátu celulózy, farieb, lakov, lepidiel a farbív série difenylamínov. Používa sa pri extrakcii tukov a olejov, ako aj pri ich čistení. V domácnosti sa používa na odstránenie laku na nechty a farby.

Etylénmetylketón

Používa sa pri výrobe rozpúšťadiel pre nátery, lepidlá a magnetické pásky. Používa sa tiež pri extrakcii tukov, olejov a voskov z prírodných a syntetických živíc. Okrem toho sa používa pri výrobe tlačiarenských farieb, syntetickej kože, celofánu a hliníkových fólií.

perchlóretylén

Používa sa pri chemickom čistení odevov a odstraňovaní škvŕn.

Acetát butilo

Používa sa na čistenie penicilínu.

Izopropylalkohol

Používa sa ako lokálny dezinfekčný prostriedok a ako rozmrazovacie a čistiace rozpúšťadlo pre čelné sklá automobilov.

chloroform

Je to nepolárne rozpúšťadlo, ktoré sa používa v čistiacich prostriedkoch ako rozpúšťadlo pre tuky pri chemickom čistení. Používa sa ako rozpúšťadlo a odmasťovač v mnohých priemyselných procesoch. V molekulárnej biológii sa používa pri extrakcii DNA v bunkových lyzátoch.

Referencie

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
2. Wikipedia. (2019). Solventný. Obnovené z: en.wikipedia.org
3. Dipólového momentu. Získané z: biorom.uma.es
4. ChemicalSafetyFacts. (2019). Rozpúšťadlá. Získané z: Chemicalsafetyfacts.org
5. Marketizer. (16. mája 2011). Druhy rozpúšťadiel a ich použitie. Získané z: marketizer.com
6. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrovaný glosár organickej chémie: rozpúšťadlo. Získané z: chem.ucla.edu