حلال ماده ای است که حجم یا جرم آن نسبت به ماده ای که در آن حل می شود بیشتر است که به آن املاح می گویند.

حلال ها می توانند گاز، مایع، الف باشند سیال فوق بحرانییا حتی یک ماده جامد. آ ترکیبی از حلال و املاح محلول یک مخلوط همگن است که به عنوان a راه حل. بسیاری از فرآیندهای صنعتی به یک یا چند نوع حلال در مراحل مختلف فرآوری نیاز دارند.

حلال به چه معناست؟

بسیاری از مردم هنگامی که این اصطلاح به یک مایع فکر می کنند حلال اشاره شده است. با این حال، یک حلال همچنین می تواند یک گاز، یک سیال فوق بحرانی یا یک ماده جامد باشد. همچنین این امکان وجود دارد که یک حلال تبدیل به حلال شود و یک حلال تبدیل به حلال شود. تفاوت اصلی بین یک حل شونده و یک حلال در نسبت مولی دو ماده است.

یک حلال، طبق تعریف، نسبتاً بزرگتر از املاحی است که در آن حل می شود. یک ماده حل شده تقریباً به طور یکنواخت در سراسر حلال پخش می شود تا یک محلول تشکیل دهد. هنگامی که حلال حل شونده را حل می کند، این دو غیر قابل تشخیص می شوند و آنها را a مخلوط همگن.

املاح را نمی توان به راحتی از حلال جدا کرد، حتی با صرف انتظار برای رسوب اولیه. فرآیندهای ویژه ای برای جداسازی املاح از حلال ضروری است که به انرژی بیشتری نیاز دارد. به عنوان مثال، اگر یک املاح جامد است، مانند نمک خوراکی، و حلال، مایع است، مانند آب، حلال مایع باید تبخیر شود تا املاح استخراج شود.

برخلاف یک واکنش شیمیایی، املاح و حلال لزوماً مواد جدیدی تشکیل نمی دهند. یون ها ممکن است در یک محلول تشکیل شوند، اما این فرآیند کاملاً برگشت پذیر است. هیچ بازآرایی جدید و دائمی پیوندهای اتمی شکل نمی گیرد. این فرآیند نیز برگشت پذیر است.

برای درک نقش یک حلال در تشکیل انواع محلول ها، به جدول زیر مراجعه کنید. به یاد داشته باشید که یک حلال بسته به نسبت نسبی آن می تواند به عنوان یک املاح نیز عمل کند.

همانطور که از جدول می بینید، محلول معمولا به شکل حلال است، اما استثناهایی وجود دارد. به عنوان مثال، ملغمه ای از جیوه در نقره یا طلا یک حلال مایع است اما محلول به شکل طلای جامد است.

چه نوع حلال هایی وجود دارد؟

آب به عنوان یک حلال جهانی در نظر گرفته می شود زیرا می تواند طیف گسترده ای از مواد از جمله جامدات، مایعات و گازها را در خود حل کند. با این حال، بسیاری از مواد دیگر وجود دارند که آب نمی تواند آنها را حل کند، مانند هیدروکربن ها. نمونه های بسیار دیگری از حلال ها وجود دارد، اما به طور کلی می توان آنها را به دسته بندی کرد سه دسته اساسی:

1. حلال های پروتیک قطبی

حلال هایی که به این دسته تعلق دارند عموما دارای یک گروه هیدروکسیل قطبی (-OH) و یک دم غیر قطبی هستند. بنابراین، فرمول شیمیایی را می توان به صورت R-OH تعمیم داد. ساختار این حلال ها به آنها اجازه می دهد تا موادی با ساختار مولکولی مشابه را حل کنند. آنها با آب قابل اختلاط هستند آب دوست، تشکیل مخلوط های همگن. چند نمونه از این حلال ها به شرح زیر است:

• آب: H-OH
• اسید استیک: CH₃CO-OH
• متانول: CH₃اوه
• اتانول: CH₃CH₂-اوه
• n-پروپانول: CH₃CH₂CH₂-اوه
• n-بوتانول: CH₃CH₂CH₂CH₂-اوه

2. حلال های دو قطبی آپروتیک

مولکول های این حلال ها دارای پیوندهای شیمیایی بسیار قطبی و همچنین گشتاورهای دوقطبی پیوند بزرگ هستند. نمونه هایی از این حلال ها عبارتند از:

• استون: (CH3)2C=O
• اتیل استات: CH₃CO₂CH₂CH₃
• دی متیل سولفوکسید: (CH₃)₂بنابراین
• استونیتریل: CH₃CN
• دی متیل فرمامید: (CH₃)₂NC(O)H

3. حلال های غیر قطبی

این حلال ها به دلیل نحوه توزیع یکنواخت بارهای الکتریکی دارای بار خالص خنثی هستند. در نتیجه، مولکول های آنها آبگریز هستند، به این معنی که نمی توانند با آب مخلوط شوند. ثابت دی الکتریک آنها بسیار کم است. آنها می توانند حل شوند مواد غیر قطبیمانند چربی و گریس. چند نمونه از این حلال ها به شرح زیر است:

• تتراکلرید کربن: CCl₄
• بنزن: C₆اچ₆
• دی اتیل اتر: CH₃CH₂OCH₂CH₃
• هگزان: CH₃(CH₂)₄CH₃
• متیلن کلرید: CH₂Cl₂

بسیاری از این حلال ها را می توان با سایر حلال ها ترکیب کرد و حلال های قوی تری را تشکیل داد که برای اهداف مختلف صنعتی استفاده می شوند.

حلال های صنعتی چیست؟

حلال های صنعتی یا حلال های تک ماده ای یا حلال های چند جزئی هستند. آنها به عنوان مواد تمیز کننده و به عنوان پیش ساز یا استفاده می شوند معرف ها برای تولید محصولات مختلف کار با این حلال ها به احتیاط بیشتری نیاز دارد، مانند پوشیدن PPE، زیرا اینگونه هستند مواد خطرناک; برخی از آنها قابل اشتعال و برخی دیگر خورنده هستند و تعدادی از آنها نیز سرطان زا هستند.

بسیاری از حلال های صنعتی حلال های آلی هستند که برای تمیز کردن فلزات و ماشین آلات استفاده می شوند. آنها همچنین به عنوان پیش سازهای شیمیایی، معرف ها و کاتالیزورها در بسیاری از فرآیندهای تولید استفاده می شوند. همه آنها خطرناک هستند، اما در درجات مختلف سمیت. این حلال‌ها می‌توانند پوست، غشاهای مخاطی ریه‌ها و چشم‌ها را تحریک کنند و ممکن است در صورت مصرف باعث بیماری جدی شوند. در اینجا سه ​​طبقه بندی حلال های صنعتی بر اساس ترکیبات آنها آورده شده است.

1. حلال های اکسیژن دار

این حلال ها دارای اکسیژن به عنوان بخشی از ساختار مولکولی خود هستند. آنها معمولاً از سوخت های فسیلی مشتق می شوند و سمیت نسبتاً کمی در مقایسه با انواع دیگر حلال های صنعتی دارند. آنها طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله در ساخت لوازم آرایشی و رنگ و رنگ.

درجه خلوص بالایی برای این حلالها لازم است تا در کاربردهای مختلف خود مؤثر باشند. هر گونه ناخالصی می تواند محصولات نهایی را خراب کند. فرآیندهای پالایش برای اطمینان از سطح بالایی از خلوص انجام می شود. ساخت این حلال ها نسبتاً مقرون به صرفه و ساده است.

نمونه هایی از این حلال ها به شرح زیر است:

• الکل ها
• اترها
• استرها
• گلیکول اترها
• استرهای گلیکول اتر
• کتون ها

2. حلال های هیدروکربنی

این حلال ها از نفت خام یا سوخت های فسیلی به دست می آیند. همانطور که از نام آن پیداست، آنها فقط حاوی هیدروژن و کربن هستند. آنها در پیچیدگی ساختارهای مولکولی و تعداد زنجیره ها متفاوت هستند. دو دسته اصلی آنها به شرح زیر است:

• هیدروکربن های آلیفاتیک: حلال های زنجیره مستقیم که عمدتا برای تمیز کردن فلزات استفاده می شود. به عنوان مثال می توان به بنزین و نفت سفید اشاره کرد

• هیدروکربن های معطر: این حلال ها حاوی الف ساختار حلقه بنزن. آنها به عنوان عوامل چربی زدایی، به عنوان اجزای رنگ و در مواد شیمیایی کشاورزی مانند آفت کش ها استفاده می شوند. برخی از نمونه های این حلال ها بنزن و زایلن هستند.

3. حلال های هالوژنه

این حلال ها حاوی اتم های هالوژن مانند فلوئور، برم، ید یا کلر هستند. بر خلاف دو دسته دیگر از حلال های صنعتی، حلال های هالوژنه قابل اشتعال نیستند. آنها معمولا برای تمیز کردن دقیق استفاده می شوند. برخی از آنها در حال حاضر به دلیل اثرات زیست محیطی آنها حذف شده اند. مثالها عبارتند از:

• پرکلرواتیلن
• فلوروکربن های کلردار
• 1،1،1-تری کلرواتان

حلال های آلی و معدنی چیست؟

تمایز اصلی بین حلال های آلی و معدنی وجود یا عدم وجود کربن در ترکیب آنها است: حلال های آلی دارای کربن هستند، در حالی که حلال های معدنی فاقد کربن هستند. آب فراوان ترین حلال معدنی است. نمونه های دیگر از حلال های معدنی به شرح زیر است:

این حلال ها یا حلال های پروتیک یا آپروتیک هستند. آنها طیف گسترده ای از کاربردها را در صنایع و تحقیقات شیمیایی دارند. آنها در واکنش هایی استفاده می شوند که نمی توانند در محلول های آبی رخ دهند یا واکنش هایی که نیاز به محیط خاصی دارند.

آیا می خواهید در مورد حلال ها بیشتر بدانید؟ یک نگاه به این مقاله بینداز: نقش حلال در یک واکنش شیمیایی چیست؟