واکنش های شیمیایی شامل شکستن و به هم پیوستن است پیوندهای اتمی (پیوندهای یونی، کووالانسی، قطبی و هیدروژنی) که در آن نقش حلال بسیار مهم است.

درباره اوراق قرضه اتمی

• پیوند یونی – با استفاده از انتقال الکترون بین اتم ها
• پیوند کووالانسی – اشتراک الکترون بین اتم ها (شایع ترین نوع پیوند اتمی)
• پیوند قطبی – جایی که اتم های مختلف جاذبه های متفاوتی برای الکترون ها اعمال می کنند
• پیوند هیدروژنی – جایی که یک اتم هیدروژن بین دو اتم دیگر قرار دارد که میل ترکیبی بالایی برای الکترون دارند.

فرآیند واکنش های شیمیایی ترکیبات جدیدی تولید می کند و گرما را آزاد یا جذب می کند. همچنین ممکن است برخی از عناصر را آزاد کند. به عنوان مثال، واکنش شیمیایی بین اسید هیدروکلریک (HCl) و هیدروکسید سدیم (NaOH) یک واکنش گرمازا است. دو محصول جانبی تولید می کند، یعنی آب (H₂O) و نمک خوراکی (NaCl). در آزمایش‌های علمی، برای متعادل کردن واکنش به غلظت‌های مولی خاصی از این دو ماده شیمیایی در آب به عنوان حلال نیاز دارید.

حلال در شیمی چیست؟

یک حلال می تواند یک مایع، گاز یا جامد آلی یا معدنی باشد که یک املاح یا جزء جزئی را در یک محلول حل می کند. به نسبت مقدار آن بیشتر از املاح است.

مشابه کاتالیزورها، برخی از حلالها در آن شرکت نمی کنند واکنش های شیمیایی. آنها به سادگی به عنوان محیط واکنش عمل می کنند تا واکنش های شیمیایی را سریعتر انجام دهند.

انواع اصلی حلال ها

نقش یک حلال در یک واکنش شیمیایی می تواند غیر مشارکتی یا مشارکتی باشد. همه اینها به نوع حلال و قدرت آن بستگی دارد. حلال ها به دو دسته معدنی یا آلی طبقه بندی می شوند.

حلال های غیر آلی

حلال های معدنی حلالی هستند که در ترکیبات شیمیایی خود کربن ندارند. آب رایج ترین نمونه حلال غیر آلی است.

اسیدهای رایج مانند اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک نیز نمونه هایی از حلال های معدنی هستند. اینها حلالهای قطبی هستند که با شکستن پیوندهای مولکولی مولکولهای قطبی یا یونی املاح مواد را حل می کنند. آنها همچنین ممکن است مستقیماً با املاح واکنش دهند و ترکیبات جدیدی تشکیل دهند.

حلال های آلی

حلال های آلی آنهایی هستند که در ترکیب شیمیایی خود کربن دارند. برخی حلال های قطبی هستند اما برخی دیگر غیر قطبی هستند. حلال های آلی بر اساس ساختار شیمیایی به سه دسته طبقه بندی می شوند.

• حلال های هیدروکربنی – این حلال ها فقط حاوی زنجیره ها یا حلقه های هیدروژن و کربن هستند. به عنوان مثال می توان به نفت سفید و بنزن اشاره کرد.
• حلال های اکسیژن دار – این حلال ها یا دارای اکسیژن با پیوند دوگانه هستند یا یک اکسیژن متصل به زنجیره هیدروژن و هیدروکربن. مثالها عبارتند از الکل ها، کتون ها، آلدئیدها، گلیکول اترها، استرها، استرهای گلیکول اتر.
• حلال های هالوژنه – این حلال ها دارای هیدروکربن های متصل به عناصر گروه هالوژن، یعنی فلوئور (F)، کلر (Cl)، برم (Br)، ید (I)، استاتین (At) و تنسین (Ts) هستند. نمونه هایی از این حلال ها عبارتند از هیدروکربن های کلردار و برومه دار.

چرا آب حلال خوبی است؟

گاهی اوقات با بازیگوشی به الف اشاره می شود مونو اکسید دی هیدروژنفراوان ترین و فعال ترین حلال در جهان آب و به ویژه اقیانوس است. آب اقیانوس ها حدود 71 درصد از سطح زمین را پوشش می دهد. حدود 97.5 درصد آب روی زمین را آب شور تشکیل می دهد. 2.5٪ آب شیرین است اما فقط 0.3٪ به صورت مایع در سطح است.

اقیانوس دارای انواع نمک های محلول است. حدود 3.5 درصد از آب دریا از نظر وزن نمک است. از این رو، یک کیلومتر مکعب از آب دریا حدود 35 تن نمک دارد.

آب به دلیل ساختار مولکولی قطبی اش می تواند طیف وسیعی از مواد را حل کند، نه تنها نمک ها. اتم های هیدروژن در یک مولکول آب دارای زاویه پیوند 104.5 درجه هستند. این بدان معنی است که یک طرف مولکول کمی مثبت و طرف دیگر کمی منفی است.

آب می تواند تقریباً تمام انواع ترکیبات یونی و قطبی را حل کند. اینها شامل بسیاری از مولکول های آلی مانند اسیدهای آمینه و DNA می شوند. سایر مولکول های آلی مانند ویتامین E غیرقطبی هستند. از این رو، آنها در آب محلول نیستند، اما به عنوان یک قانون سرانگشتی، یک مولکول آلی محلول در آب است اگر نسبت اتم‌های کربن به اتم‌های اکسیژن برابر یا کمتر از پنج باشد، C/O≤5.

آب به عنوان حلال زندگی

زندگی همانطور که می دانیم بدون قطبیت آب وجود نخواهد داشت. در نظریه زیست زایی – زندگی پیش سلولی زمانی بر روی زمین وجود داشته است – بر نقش حیاتی آب به عنوان حلال تأکید می شود. به عنوان مثال، آن را به طور تجربی نشان داد آزمایش اوری میلر در سال 1952 که اسیدهای آمینه را می توان با شبیه سازی شرایط پیش زیستی زمین باستانی سنتز کرد.

آب برای زندگی روی زمین ضروری است زیرا مواد مغذی و مواد معدنی را حمل می کند. به عنوان واسطه ای برای واکنش های شیمیایی و همچنین به عنوان پشتیبانی ساختاری برای سلول ها عمل می کند.

هم در متابولیسم و ​​هم در یکپارچگی ساختاری سلول ها نقش اساسی دارد. اکثر واکنش های بیوشیمیایی در یک موجود زنده بدون آب به عنوان یک حلال رخ نمی دهد.

بنابراین، تعجب آور نیست که موجودات دارای محتوای آب بالایی هستند. در بدن انسان بالغبه عنوان مثال، حدود 60٪ آب است.

به طور متوسط، یک انسان می تواند تا یک ماه بدون غذا زنده بماند، اما احتمالاً زنده خواهد ماند سه روز دیگه بمیر بدون آب. عوامل دیگری مانند سن، سلامتی و سطح فعالیت می توانند بر طول عمر فرد بدون نوشیدن آب تأثیر بگذارند.

حلال های غیر آبی چیست؟

محلول های آبی حاوی آب به عنوان حلال خود هستند. هنگامی که به عنوان معادلات شیمیایی نوشته می شود، این محلول ها با (aq) در فرمول شیمیایی خود اضافه می شوند تا نشان دهند که آب به عنوان حلال استفاده می شود. به عنوان مثال، محلول نمک خوراکی به صورت Na+(aq) + Cl−(aq) نوشته می شود. برعکس، محلول غیر آبی محلول مایعی است که آب به عنوان حلال ندارد.

محلول های غیر آبی می توانند قطبی یا غیر قطبی، آلی یا معدنی باشند. محلول های غیر آبی شامل محلول های الکلی، محلول های اتر و محلول های هیدروکربنی است. آمونیاک مایع یکی از مواردی است که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است حلال های یونیزه کننده غیر آبی. این می تواند فلزات را حل کند و در نتیجه محلول های رنگی و رسانای الکتریکی ایجاد شود.

بسیاری از محلول های غیر آبی کاربردهای صنعتی، خانگی و پزشکی دارند. به عنوان مثال، تنتور ید یک محلول غیر آبی با الکل به عنوان حلال آن است. در همین حال، برخی از محصولات رنگ بر پایه روغن هستند که می توانند در تینرهایی مانند استون حل شوند.

سایر محلول های غیر آبی از هیدروکربن های معطر مانند تولوئن در ساخت جوهر، حشره کش ها و مواد شیمیایی کشاورزی استفاده می کنند.

آیا لاک پاک کن یک حلال است؟

یکی از رایج ترین حلال های غیر آبی که برای لوازم آرایشی و اهداف زیبایی پاک کننده لاک ناخن است. استون رایج ترین نوع پاک کننده لاک ناخن است. این ساده ترین و کوچکترین نوع کتون با فرمول شیمیایی (CH₃)₂CO.

تمام سالن‌های زیبایی که مانیکور و پدیکور ارائه می‌دهند دارای این ویژگی هستند. همچنین خرید آن از شیمی‌فروشی‌ها یا داروخانه‌ها آسان است. بسیاری از خانواده ها استون را در کابینت های دارویی یا آرایشی خود دارند.

نحوه انتخاب حلال

انواع مختلف مواد به عنوان املاح خواص متفاوتی دارند و فقط در حلال هایی حل می شوند که خواص مشابهی دارند.

به عنوان مثال، یک ماده آبگریز – ماده ای که با آب دفع می شود یا با آب مخلوط نمی شود – مانند روغن و چربی ها فقط در حلال های غیر قطبی حل می شوند. به همین دلیل است که برای تسکین سوزش هنگام خوردن غذاهای تند باید شیر بنوشید. شیر دارای اجزای چربی آبگریز است که می تواند روغن کپسایسین را از ادویه جات و فلفل پاک کند.

انتخاب یک حلال برای استفاده تا حد زیادی به موارد زیر بستگی دارد:

• ماده ای که قصد دارید آن را حل کنید
• نوع واکنش شیمیایی که می خواهید شروع کنید
• مقدار حلال مورد نیاز شما

حلال های خارج از قفسه معمولاً از سوپرمارکت ها در دسترس هستند، مانند حلال های تمیز کننده قلیایی و اسیدها.

مقدار حلال مورد نیاز شما به کاربرد مورد نظر شما بستگی دارد. آیا برای مقاصد تولید صنعتی است یا به سادگی می خواهید مسیر ورودی خود را چربی زدایی کنید؟