حلال جزء مهمی از محلول است. حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. حلال ها به طور کلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشکیل دهنده حلال قطبی بوده و یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می نمایند.
مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H۲SO۴ و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.
در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.
حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا" این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:
۱۲) دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲ محدوده مایع بودن بین ۶۱- تا ۱۵۳ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۳) تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است. محدوده مایع بودن بین ۶۵- تا ۶۶ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۴) دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳)۲SO محدوده مایع بودن بین ۱۸ تا ۱۸۹ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۶) استونیتریل CH۳CN محدوده مایع بودن بین ۴۵- تا ۸۲ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۷) نیترومتان CH۳NO۲ محدوده مایع بودن بین ۲۹- تا ۱۰۱ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۸) دی کلرومتان CH۲Cl۲ محدوده مایع بودن بین ۹۷- تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۹) سولفولان C۴H۸SO۲ (یک حلقه ی پنج ضلعی است که SO۲ یک گوشه و چهار CH۲ گوشه های دیگر را تشکیل داده اند. محدوده مایع بودن بین ۲۸ تا ۲۸۵ درجه سانتیگراد می باشد.
۲۰) پروپان-۱و۲-دیول کربنات C۴H۶O۳ . یک حلقه ی پنج ضلعی که C=O یک گوشه و دو تا o نیز دو گوشه ، CH۲ یک گوشه و H۳CH گوشه دیگر را تشکیل می دهند. این حلال از ۴۹- تا ۲۴۲ درجه سانتیگراد مایع می باشد.
طبق یک اصل کلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.
حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و ... انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از:
تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است.
بیان شد که الکلها دسته ی بسیار مهمی از حلال های صنعتی را تشکیل می دهند. میان ذرات حلال در الکلها، پیوند های هیدروزنی می باشد، اما یک سر الکلها، سر آلی و غیرقطبی آنها می باشد درنتیجه این حلالها می توانند هم مواد غیرقطبی را با سر غیرقطبی در خود حل کنند و هم مواد یکه می توانند با آن پیوند هیدروزنی برقرار نمایند، مانند آب.
میان ذرات حلال غیرقطبی، فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. میان ذرات ماده ی حل شده غیر قطبی نیز فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. بنابراین تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثیر این نیرو هستند و امکان تشکیل محلول وجود دارد.
یک مثال حلال های غیر قطبی، هیدروکربنهای سیر شده خطی مانند هگزان است. موم که یک ماده ی غیرقطبی است در هگزان حل خواهد شد.
البته تمام اجسام غیرقطبی در یکدیگر حل نمی شوند. حال متداولترین نوع محلول یعنی، یک جامد حل شده در یک مایع را در نظر می گیریم. انحلال پذیری یک جامد غیرقطبی در یک مایع غیرقطبی به دو عامل بستگی دارد: دمای ذوب و آنتالپی ذوب آن. وقتی این جامد حل می شود، محلول مایع به دست می آید. جامد تغییر فاز می دهد. جامدهایی که دمای ذوب و انتالپی ذوبشان بالاست، انحلال پذیری بیشتری نشان می دهند. این تفاوت به علت نیروهای جاذبه قویتر در بلورهای اجسامی است که دمای ذوب بالا دارند. در جریان حل شدن باید بر این نیروها فایق آمد.
برخی از حلال ها مانند کربن تتراکلرید CCl۴ کلروفرم CHCl۳ به شدت سمی می باشد. همچنین کار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.
اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های کوچک خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دیلی سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان دارد.
یکی از مهارتهای کار با حلال ها این است که حلال های بی خطرتر پیدا کنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی کنیم که استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف نماییم.
بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند.
حلالها - بوتانل
بوتانل
نرمال بوتانل یا 1-بوتانل یا نرمال بوتیل الکل یک الکلی است که تقریبا درتمامی شرایط در حلالهای آلی و مقدار بسیار کمی در آب حل میگرددبوتانل حلال خوبی برای چربیها روغنها و پلاستی سایزرها رزینهای طبیعی و آمینی و فنلی میباشد. نرمال بوتانل جرم مولکولی 74 را دارد که برای تهیه آن نشاسته را تخمیر میکنند نقطه جوش آن 117.7 درجه سانتیگراد است و دانسیته آن 0.811 گرم بر سانتیمترمکعب میباشد و نقطه اشتعال آن 37 درجه سانتیگراد است. نرمال بوتانل رزینهای کلروکائچو نیتروسلولز پلی استایرن و پلی وینیل کلراید را در خود حل نمی نماید. وقتیکه نرمال بوتانل به سرعت تبخیر آهسته با حلالهای دیگر مخلوط میشود بر حلالیت و قدرت رقیق کنندگی آن میافزاید بطوریکه استاده از مقدار کمی بوتانل در رنگهای فوری خاصیت بلاشینگ انرا کاهش میدهد. بوتانل و ایزومرهایش تقریبا دارای قدرت حلالیت برابر ولی سرعت تبخیر متفاوت میباشند که در این میان نرمال بوتانل کمترین سرعت تبخیر را داردبوتانل به مقدار کمی نیز در تنظیم ویسکوزیته رزینها بکار میرود زیرا که مصرف بیش از حد آن باعث عدم امتزاج پذیری با رزینهای آلکیدی میگردد ولی مصرف همان مقدار کم در کاهش سریع ویسکوزیته به اندازه مصرف مقدار بیشتری از ئیدروکربنها موثر است.
موارد استفاده: این حلال مستقیما در ورنیهای نیتروسلولزی به کار نمیرود ولی در تینرهای فوری نیتروسلولزی بسیار مصرف دارد به جهت قدرت حلال پوشی آن . در رنگهای کوره ای نیز به میزان زیاد مصرف میشود بعلت چرب بودن خاصیت پوست پرتغالی را از بین میبردو و در رنگهای کوره ای باعث جلوگیری از ژل شدن زودرس میشود.در رزینوآمینها مثل ملامین و اوره بعنوان یک ماده حد واسط مورد استفاده قرار میگیرد در تولید آنتی بیوتیک ها و ویتامینها نیز مصرف بسیار دارد در تولید نرم کننده ها مثل دی او پی هم استفاده میشود.
حلالها - ایزوپروپانل
ایزوپروپانل(ایزوپروپیل الکل(
حلالیتی برابر ولی سرعت تبخیر کندتری از اتانل داشته و بعلت ارزانتر بودن در بسیاری از موارد بجای آن مصرف میگردد . درجه تبخیر آن از پروپانل بیشتر بوده و هر دوی آنان جزء حلالهای نیمه فعال حلال فوری بشمار می آیند .ایزوپروپیل الکل فرار قابل اشتعال بویی شبیه استن و اتانل داشته و با هر نسبتی با آب و اتر مخلوط میگردد.جرم مولکولی آن 60 است و نقطه جوش آن 82.3 درجه سانتیگراد است و دانسیته آن 0.78 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه اشتعال آن 15 درجه سانتی گراد است . برای تهیه آن پروپیلن را در اسید سولفوریک غلیظ تحت فشار حل و هیدرولیز میکنند .
موارد استفاده: ایزوپروپیل الکل در صنایع رنگسازی آرایشی و تزیینی مصرف دارد به عنوان حلال روغنهای طبیعی عطرها و ترکیبات دارویی نیز بکار میرود در ساخت پولیشها و پاک کننده ها نیز از آن استفاده میشود در پالایشگاهها نیز بعنوان یک ماده کمکی جداسازی واکس بکار میرود.
حلالها- اتانل
اتانل
اتانل یا اتیل الکل بیرنگ و سریع فرار بوده و همچنین بوی مطبوعی داشته و در آب و اتر محلول است جرم مولکولی آن 46 است و نقطه جوش آن 78.3 درجه سانتی گراد و دانسیته آن 0.793 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه اشتعال آن 14 درجه سانتی گراد است روشهای گوناگونی برای تهیه اتانل وجود دارد در یک روش با استفاده از نشاسته تهیه میشود در شیوه دیگر اتانل را به اتیلن تبدیل میکنند مورد استفاده آن در رنگسازی کم است مقداری در مایع اتیل سیلیکات از آن استفاده میشود اتانل بسیاری از رزینهای طبیعی و مصنوعی مانند شلاک پلی وینیل استات و پلی وینیل بوتیرال استرهای روزینی رزینهای کتونی وغیره را در خود حل میکند و در ضمن یکی از حلالهای نیمه فعال حلالهای فوری به شمار میرود.
موارد استفاده: از اتانل خالص در تهیه مشروبات الکلی مصرف پروژه های علمی و هدفهای آنالیزی میباشد. اتانل بعنوان حلال میکروب کش ضد یخ سوخت ماده کسل کننده و تهیه دیگر مواد شیمیایی استفاده میشود بنابراین از آن در صنایع پتروشیمی داروسازی پلاستیک عطر مواد بهداشت صنایع غذایی و غیره بکار گرفته میشود.
حلالها - متانل
متانل
متانل از همه الکلها قویتر بوده و تنها الکلی است که نیتروسلولز را درخود به تنهایی حل می کند اما بندرت از آن بعنوان یک حلال استفاده میشود بخاطر بخارهای سمیش و بیشتر در مصارف آزمایشگاهی از آن استفاده میشود.متانل یا متیل الکل جرم مولکولی آن 32 است نقطه جوش آن 64.5 درجه سانتی گراد است دانسیته آن 0.792 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه اشتعال آن 12 درجه سانتیگراد است متانل از چوب تهیه میشود و اصطلاحا به آن الکل چوب میگویند. متانل محصول جانبی بعضی از کارخانجات است بی رنگ و سمی با بوی مخصوص به خود در رنگسازی برای انحلال زنجیرهای طویل هیدروکربنها استفاده میشود اما در حال حاضر بعلت پایین بودن قیمت آن نسبت به حلالهای دیگر صنعتی به مقدار فراوان در ساخت تینرها استفاده میشود بخاطر پایین آوردن قیمت تمام شده که متاسفانه اثرا ت مخربی هم برای سلامتی و مشکلالتی در خود رنگ مثل گرد کردن رنگ هنگام پاشش یا جوش زدن رنگ ایجاد میکند.
لالها - الکلها
الکلها
الکلها از حلالهای صنعتی مهمی بشمار میروند و بوسیله گروهای هیدروگسیلی شناخته میشوند الکلهای صنعتی دارای زنجیر هیدروکربنی آلیفاتیک اشباع و یا غیر اشباع نشده اند . این الکلها بیشتر از هیدروکربنهای آلیفاتیک تهیه میشوند به این صورت که یک گروه هیدروگسیل جانشین یک اتم هیدرژن میشود. بدیهی است که طول زنجیر آلیفاتیک و تعداد گروهای هیدروگسیل استخلافی روی زنجیر تاثیر زیادی روی الکل دارند. این زنجیر با داشتن یک گروه هیدروگسیل الکل با دو عامل هیدروگسیل گلیکول و با سه عامل هیدروگسیل گلیسرول و یا پلی اول نامیده میشوند.تعدادی از الکلها بخوبی در آب حل میشوند بطوریکه این حلالیت با افزایش زنجیر کربن غیر قطبی کاهش می یابد تمامی الکلها به استثناء بیوتانل دارای بوی متوسط و دلپذیری هستند. که خواص بعضی از الکلهای مورد استفاده در صنایع رنگسازی را توزیح می دهیم.
مونومراستایرن
مونومراستایرن یا اتیل بنزن مایعی زلال و بیرنگ است که جرم مولکولی آن 104 است و در حالت عادی پلیمر بوده به همین دلیل همیشه مقداری بازدارنده به آن اضافه میشود بازدارنده به پایداری و حفظ خواص فیزیکی و شیمیایی کمک می کند مثل پارا و بوتیل کاتکول.
بازدارنده اکسیژن محیط را جذب میکند و نمی گذارد اکسیژن در جهت پلیمر شدن مونومراستایرن بکار رود معمولا با این کار مونومراستایرن می تواند نزدیک به سه ماه انبار شود.مونومر استایرن نقطه جوش آن 145 درجه سانتیگراد است دانسیته آن 0.907 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه اشتعال ان 31 درجه سانتیگراد است .
موارد استفاده:بیشتر موارد مصرف آن به گروه فعال وینیلی آن مربوط میشود ولی از انجا که مونومر استایرن مایع است میتوان بعنوان یک حلال استفاده نمود مهمترین محصولاتی که از مونومر استایرن بوجود می آید پلی استایرن و استایرن بوتا دی ان رابر و کوپلی مرهای دیگر استایرن . مونومر استایرن در ساخت رزینهای پلی استر غیر اشباع و اصلاح آلکید رزینها استفاده میشود. رزینهای پلی استر غیر اشباع نیز پوشش بسیار خوبی برای چوب بشمار میرود.مونومر استایرن به عنوان یک ترکیب حد واسط نیز به مصرف میرسد.
زایلن
یکی دیگر از هیدروکربنهای آروماتیک زایلن است که خواص مشابه ای با تولوئن دارد زایلن تجاری در سه نوع اورتو پارا و متا یافت میشود که نوع پارای آن مصرف بیشتری دارد به خاطر قدرت حلالیت آن این حلال بی رنگ و بویی مخصوص به خود دارداین حلال هم از منابع نفتی و هم از ذغال سنگ بدست می اید به همین جهت بایستی مقدار گوگرد موجود در آنها در حد استاندارد باشد در زایلنهای تجاری چند درصد هم اتیل بنزن وجود دارد. جرم مولکولی زایلن 106 است زایلن زمانی به کار میرود که تبخیر یکنواخت حلال مورد نظر باشد این امر در رنگهای کوره ای از اهمییت زیادی برخوردار است و دلیل دیگر استفاده ان در رنگهای کوره ای بخاطر داشتن نقطه اشتعال بالا است.قدرت حلال پوشی این حلال نیز بسیار خوب است .
خصلت انحلال پذیری خوب و سرعت تبخیر متوسط زایلن را یک حلال مناسب ضد شره رنگهای مصرفی با اسپری و حتی برای تشکیل فیلمهای نسبتا ضخیم مثل رنگهای میانی هایبیلد اپوکسی و کولتار اپوکسی.زایلن خاصیت لولینگ خوبی هم دارا میباشد این خصلتها باعث شده زایلن بسیار مورد توجه قرار گیرد.
زایلن در آب حل نمیشود اما در روغنهای کرچک و برزک و سایر روغنها و همچنین بیشتر حلال های آلی حل میشود.دانسیته زایلن در حدود 0.861 گرم بر سانتیمتر مکعب و نقطه اشتعال آن 25 درجه سانتی گراد است.
موارد استفاده: زایلن برای چربیها واکسها و بیشتر رزینهای طبیعی و مصنوعی حلال بسیار خوبی است در صنعت رنگسازی و تینر مورد استفاده قرار میگیرد و زایلن به عنوان یک ماده حد وسط برای تهیه بعضی پاک کننده ها و رنگ دانه ها به کار میرود.و در رنگهای پلی اورتان و انحلال رزینهای کوتاه روغن و رنگهای کلروکائچو ورنگهای قیری مصرف عمده ای دارد.
تولوئن
تولوئن جزء حلالهای هیدروکربنی آروماتیک است که ماکزیمم حلالیت و سرعت تبخیر را بین حلالهای اروماتیک دارد و جرم مولکولی آن 92 است ومعمولا در رنگسازی از تولوئن تجاری مصرف میشود که این تولوئن خالص نیست بلکه چند درصد ناخالصی درآن وجود دارد . نقطه جوش تولوئن خالص معمولا 110 درجه سانتی گراد است که تولوئن تجاری بین 110 تا 120 درجه سانتی گراد است این حلال بیرنگ است و بوی مخصوص به خود دارد تولوئن را هم از ترکیبات نفتی و هم از ذغال سنگ میتوان تهیه کرد به همین جهت در خصوص مقدار گوگرد آن بایستی دقت کافی مبذول داشت تولوئن در آب غیر محلول اما در روغنهای کرچک برزک و سایر روغنها و همینطور در بیشتر حلالهای آلی حل میشوددانسیته آن در حدود 0.866 گرم بر سانتیمتر مکعب است و نقطه اشتعال آن 5 درجه سانتی گراد است.
موارد استفاده: تولوئن برای رزینهای مصنوعی و طبیعی حلال بسیار خوبی است گرچه برای استرهای سلولوزی مناسب نیست با این وجود به همراه حلالهای دیگر به مصرف میرسددر صنایع چسب سازی مرکب چاپ و مواد منفجره برای ساخت تی ان تی اسید بنزوئیک و فنل استفاده میشود و رنگدانه تولوئیدین از تولوئن بدست می اید.
حلالها- حلالهای هیدروکربنی
حلال ها – حلالهای هیدروکربوری
منابع اصلی حلالهای هیدروکربوری نفت و ذغال سنگ هستند. نفت مخلوطی از چند ترکیب پیچیده است که عمدتا از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند بعضی از مشتقات نفت حاوی اکسیژن سولفور و نیتروژن هستندکه مقدار انها بسیار کم است.که به وسیله تقطیر تصفیه میشود.و محصولاتی به دست میدهد که به صورت حلالهای هیدروکربنی در صنایع به کار میرود.
بیشتر حلالهای موجود در نفت را حلالهای هیدروکربنی الیفاتیک تشکیل میدهدکه دارای زنجیر خطی کربن و هیدروژن هستند.حلالهای نفتی طیف وسیعی از نقطه جوش را دارا هستند که بر اساس آن طبقه بندی میشوند.
ذغال سنگ دارای صدها ترکیب هیدروکربنی است ولی انچه که اکنون مورد استفاده قرار میگیرد چند ترکیب شناخته شده و جداشده ان است.اجزای ذغال سنگ نیز به وسیله حرارت از یکدیگر جدا میشوند.هیدروکربنهای حلقوی ساده مثل بنزن تولوئن و زایلن از اولین ترکیباتی هستند که در اثر حرارت از ذغال سنگ جدا میشوند. قطران یا کولتار ذغال سنگ نیز یکی از فراورده های مهم ذغال سنگ است که در رنگسازی استفاده میشود.
نفت و ذغال سنگ منحصر به هیدروکربن خاص نیستند بلکه هیدروکربنهای الیفاتیک و اروماتیک در هردو یافت میشود که بسته به نوع و مقدار هیدروکربنها مواد جداشده دارای خواص متفاوت هستند.
بعضی دیگر از هیدروکربنها به نام هیدروکربنهای هالوژن دار نیز وجود دارند که موارد مصرف بسیار زیادی را به خود اختصاص داده اند.
این ترکیبات از کلردارکردن هیدروکربنهای الیفاتیک بدست می ایند.
هیدروکربنهای الیفاتیک:
به هیدروکربنهای اشباع با زنجیرهای خطی که معمولا خود نیز به دو دسته پارافینهای نرمال و ایزوپارافینها تقسیم میشوند.هر دو نوع با افزایش وزن مولکولی قدرت حلالیت و سرعت تبخیر کندتری بدست میاورندکه تنها تفاوتشان در بویشان است که نرمال بوش بیشتر از ایزو است.
هیدروکربنهای الیفاتیک بصورت مخلوط بوده بعلت هزینه بالا در پالایشگاها و از این رو معمولا نقطه جوش بصورت نقطه جوش محلول ارائه میگرددو بسیاری از این مخلوطها دارای درصدی نیز از حلالهای الیفاتیک میباشند که میتوان ماینرال اسپریت نفتا و غیره را نام برد.
هیدروکربنهای آروماتیک:
سیکلی بوده و ساختمان حلقوی بنزنی دارند که قدرت حلالیت و بوی بیشتری از الفاتیک ها دارند که بنزن تولوئن و زایلن میباشند.
حلالها- تربانتین
حلال ها
حلالهای ترپن
تربانتینها- این حلالها از مواد رزین موجود در درخت کاج و یا سایر بازدانگان بدست میاید اگر در ساقه یکی از این درختان شکافی داده شود ماده صمغی ارآن خارج میشود که میتوان انرا به کمک ظرفهایی که به ساقه متصل شده اند جمع اوری کرد تقطیر این ماده تربانتین فرار را تولید میکند. برای سالهای متمادی تربانتین ماده رقیق کننده استاندارد برای رنگها و جلاها بوده ولی با تولید الکید و سایر رزینهای مصنوعی این حلال جای خود را به حلالهای دیگری داده است. ترکیب تربانتین با ترکیب دی پنتن و روغن کاج نزدیک است.
تربانتین حاوی مخلوطی از اعضای گروه ترپن هیدروکربنهای حلقوی اشباع نشده هستند این مخلوط حاوی الفا پنتن – بتا پنتن و دی پنتن بوده و خواص ان بسته به منبع تربانتین چوبی عمدتا متشکل از دی پنتن است.تماس طولانی با بخار این مایعات ایجاد استفراغ و سردرد میکند.
تربانتین ها حلالهای خوبی هستند که ارزش کوری بوتانل انها بین 5تا9 متغیر است از این نظر تربانتین چوب که عمدتا حاوی دی پنتن است لذا تربانتین چوب دارای حلالیت بیشتری است.
دی پنتن- این حلال با تغییراتی در فرایند تقطیر تربانتین چوب بدست می اید این ماده دارای طیف تقطیر بالاتر از 195 تا175 درجه سانتیگراد و در نتیجه میزان تبخیر کمتر میباشد. دی پنتن حلالی بسیار عالی برای بسیاری از رزینهای مصنوعی و اغلب برای استریهای دکوراتیو و رویه بکار میرود.
دی پنتن به همراه بعضی از فلزات ترکیبات رنگین میدهد و رنگ سبز حاصل از واکنش آن با کبالت گاهی اوقات در رنگهای سفید اشکار است.
روغن کاج- روغن کاج یکی از انواع الکلهای ترپیبول میباشد. این حلال ذلال است و رنگ ان از زرد به بیرنگ تغییر میکند.مایعی است روغنی شکل با بویی شبیه درخت کاج. برای تهیه این حلال ابتدا مایعی به نام روغن ترپینول را از درخت کاج میگیرند و سپس از ان روغن کاج بدست میاید.روغن کاج برای رزینها روغنها چربیها گریسها و واکسها حلال مناسبی است.
این حلال در صنایع رنگسازی لاستیک سازی و مواد ارایشی مصرف میشود به عت داشتن بوی شدید میتوان از ان به عنوان اسانس نیز استفاده کرد.
حلالها
حلال ها:
حلال رنگ و جلا دهنده ها با استثنای آب مایعات فرار آلی هستند که میتوان آنها را جزء دسته مواد شیمیایی کاملا مشخص شده قرار دادو قدرت حلال و خواص شیمیایی عمومی انها در طول یک طیف وسیع متغیر است.
طبقه بندی حلالهای مورد مصرف رنگ برحسب گروهای شیمیایی زیر میباشد.
1-ترپنها
2-ئیدروکرینها (آلیفاتیک-آروماتیک-نفتیک)
3-اکسیژن دار (الکلها-استرها- کتونها-اترالکلها)
4-فورانها
5-نیتروپارافینها
6-حلالهای کلردار
خواص عمومی حلالها:
1-قدرت حلالی
2-امتزاج حلالها
3-پارامتر حلالیت
4-نسبت رقت
5-سرعت تبخیر
6-نقطه اشتعال
7- سمیت
سایر خواص حلالها شمامل رنگ –سنگینی ویژه –رطوبت – قلیاییت و اسیدیته – مواد غیر فرار میباشد.
حلالهای مصرفی در صنایع رنگسازی
نویسنده: مسعود عسکری - ۱۳٩۱/۱/٢۱
حلالها مایعات فراری میباشند که نقش مهم آنها در در صنایع رنگسازی روشن است. در صنعت رنگسازی از رزین های صددرصد غیر فرار نمیتوان استفاده کرد از این رو آنها را بکمک حلالها به 30 ال 80 درصد غیر فرار تبدیل مینمایند تا ویسکوزیته را کاهش داده در نتیجه قدرت جاری شدن را افزایش.کاربد حللال در صنایع رنگسازی مهمتر از دیگر صنایع است بخاطر برس زدن تشکیل فیلم براقیت زمان خشک شدن همگی تابع درصد غیر فراررنگ بوده و این حلال است که با قدرت انحلال کنندگی خود به درصد مورد نیاز دلخواه و قابل مصرف میرساند.انتخاب درست حلال از عوامل مهم بوده که بر خواص رنگ اثر مستقیم داشته
ازجمله خواصیکه یک حلال بر مبنا آن انتخاب مبگردد میتوان قدرت حلالیت یا سرعت تبخیر ونقطه جوش و نقطه اشتعال قیمت رنگ بو مقاومت ضد خوردگی را نام برد.
توانایی یک حلال در انحلال رزینها یا دیگر مواد را در خود قدرت حلالیت آن حلال گویندو وقتیکه درصد یک حلال به یک رزینی بیشتر وبیشتر میگردد به نقطه ای میرسد که رزین در حلال تهنشین میگرددکه این حالت را حد رقیق شدن گویند . حد رقیق شدن یک محلول عامل مفیدی جهت اطلاع از درجه امتزاج پذیری یک رزین و یک حلال است.
فاکتور بعدی فراریت یا درجه تبخیر است زیرا سرعت تبخیر یک حلال بر همسطح بودن یا لولینگ جاری شدن یا فلوئینگ شره نمودن براقیت برس خوری خشک شوندگی تاثیر دارددرجه تبخیر یک حلال برای رنگهای ترموپلاست مهم بوده و یک حلال یا سرعت تبخیر آهسته ممکنست زمان خشک شدن را طولانی و در نتیجه فلوینگ را خراب و با عث شره شدن گردد.استفاده ازحلالهای سریع فرار بدلیل کمی اتلاف وقت در جهت خشک نمودن فیلم یک رنگ بیشتر از سایر دیگر حلالها میباشد و اما اگرچنانچه حلالهای سریع فرار به تنهایی بکار رون علاوه بر ایجاد مشکلاتی فلوئینگ ضعیف را میکنند و بلکه تبخیر سریع آنباعث اختلاف غلظت زیاد سطح و عمق گردیده سطح زودتر از عمق خشک میگردد باعث جوش زدن میگردد.که بایستی حلالهای سریع فرار را بصورت مخلوط استفاده کرد.
فاکتور بعدی نقطه جوش میباشد که درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت فشار بخارهای حاصل از آن حلال برابر باشدبا فشار اتمسفر. حلالها از نظر نقطه جوش به 3 قسمت تقسیم میشوند.
1حلالهای بانقطه جوش پایین (رنگهای کاربرد با اسپری) 2- نقطه جوش متوسط(رنگهای مورد استفاده با برس)
3-نقطه جوش بالا (پیستوله و برس)
فاکتور بعدی نقطه اشتعال است که درجه حرارتی که درآن درجه حرارت بخار کافی بر روی سطح یک مایع تشکیل و مخلوط آن قادر به انتقال یا تکثیر شعله ای در چند لحظه گردد را درجه حرارت نقطه اشتعال گویند. هرچه سرعت تبخیر حلالی بیشتر باشد درجه نقطه اشتعال آن پایین تر است و بعکس.
فاکتور بعدی سمیت میباشد حلالها عموما سمی بوده و از این رو بخارات سمی حاصل از آن از طریق تنفس وارد جریات خون گردیده و برای سلامتی بدن مضر است از حلالهای سمی میتوان متانل بنزن سیکلوهگزانون و غیره را نان برداز حلالهای کمتر سمی میتوان تولوئن زایلن 402 را نام برد.
فاکتور بعدی وزن مخصوص میباشد که یک حلال مناسب باید با وزن مخصوص استاندارد آن حلال یکی باشد که وزن مخصوص را میتوان از طریق وسیله ای به نام پیکنومتر بدست آورد
خاصیت ضد خوردگی و اسیدی: حلالها میبایستی مواد سولفوری در خود نداشته باشد که این مواد بر فلزات اثر گذاشته و با پیگمنت ها و رزین ها واکنش داده باعث خوردگی شود
حلالهای مصرفی در صنایع رنگسازی به 7 قسمت تقسیم مشوند
1-ئیدرو کربنها : به حلالهای گفته میشود که از نفت قیر و ذغال سنگ بدستآیدو فقط اتمهای کربن وئیدروژن در خود داشته باشد که ارزان قیمت و با حلالیت مناسب میباشند که بیشتر برای رقیق کردن روغنها وارنیشها و رزینهای آلکیدی بکار می روندکه شامل آلیفاتیک ها- آروماتیک ها- نفتانیکها میباشند.
1-1-آلیفاتیک به ئیدروکربنهای اسباع با زنجیرهای خطی اطلاق میگرددکه با افزایش وزن مولکولی سرعت تبخیر کندتری بدست می آورندمثل ماینرال اسپریت که در صنایع رنگسازی از حلال 402 شرکت نفت استفاده میشود که وزن مخصوص آن 0.8 میباشد که نقطه جوش آن بین 155تا 205 درجه سانتیگراد و نقطه اشتعال آن 37.8 درجه میباشد
1-2-ئیدروکربنهای آروماتیک که سیکلی بوده و ساختمان حلقوی بنزنی دترندکه قدرت حلالیت و بوی بیشتری ازآلیفاتیک ها دارن که شمامل بنزن تولوئن زایلن میباشد.
تولوئن: ماکزیمم حلالیت را بین آروماتیکها دارد و سرعت تبخیر سریع از موارد مصرف دیگر آن در رنگهای هواخشک کلروکائچو بعنوان یک حلال رقیق کنندهکاهش قیمت حلالهای فوری نیتروسلولز نام برد.که وزن مخصوص آن7.25 و نقطه جوش 110-111 و نقطه اشتعال 4.5 درجه سانتیگراد را دارد.
زایلن:خواص مشابه تولوئن را دارد که جهت انحلال رزینهای آلکیدی کوتاه روغن و کلروکائچو و پلی اورتان استفاده میگردد یک حلال مناسب ضد شره رنگهای مصرفی با اسپری میباشد که وزن مخصوص آن 7.25 نقطه جوش 138-141 و نقطه اشتعال 4.5 درجه میباشد
توجه: وزن مخصوص در دمای 20 درجه سانتی گردا میباشد
2-حلالهای اکسیژنی:
که قطبی هستند ودر آب قابل حل میباشند و بدلیل قطبیت حلال مناسبی برای رزینهای اپوکسی پلی اورتان سیلیکونی میباشند که شامل الکلها – استرها – کتونها- اترالکلها میباشند.
2-1- الکلهااز الکلهائکه در صنایع رنگسازی استفاده میشود موارد زیر را میتوان نام برد
متانل:از همه الکلها قویتر میباشد و بخاطر سمی بودن بندرت استفاده میشود و سریع تبخیر میگردد.که وزن مخصوص آن 0.793 و نقطه جوش آن 64.4 و نقطه اشتعال 16.7 میباشد.
اتانل:بیشتر در تهیه مشروبات الکلی اتانل بیرنگ سریع فرار و بوی مطبوعی دارداز اتانل بعنوان ضدیخ میکروب کش استفاده میگردد. که وزن مخصوص آن 0.790 نقطه خوش ان 77.2-80 درجه و ونقطه اشتعال آن 21.1 میباشد
ایزوپروپیل الکل:سرعت تبخیر کندتری از اتانل داشته بوئی شبیه استن و اتانل دارد که وزن مخصوص ان 0.786 و نقطه جوش ان 81.1-83.3 و نقطه اشتعال ان 18.9 درجه میباشد.
نرمال بوتانل:در حلالهای آلی و مقدار بسیار کم در آب حل میگردد حلال خوبی برای چربیها و پلاستی سایزر ها و حلال اصلی رزین ملامین در رنگهای کوره ای میباشد ایزوبوتانل هم خواص تقریبا مشابه ای دارد و ارزانتر از نومال بوتانل میباشد.
2-2-حلالهای استری:
یک استر نتیجه حاصل از واکنش استریفکاسیون یک اسید و یک الکل میباشد.از حلالهای استری جهت انحلال رزینهای مصنوعی از قبیل اترسلولز پلی وینیل استات و پلی وینیل بوتیرال استفاده میگردد در رنگسازی بیشتر از حلالهای استری زیر استفاده میگردد.
بوتیل استات : بعلت سرعت تبخیر متوسط فلوئینگ خوب و مقاومت بلاشینگ بیشتری از دیگر استاتها دارد مصرف بیش از حد آن باعث ایجاد ویسکوزیه بیشتر سختی کمتر و قیمت نهایی بیشتر میگردد
اتیل استات:بوی میوه داشته و حلالیت آن در حلالهای آلی زیاد ولی در آب کم است حلال خوبی برای نیتروسلولزها کلروکائچو پلاستی سایزرهامیباشد.
2-3- حلالهای کتونی:
کتونها بعلت فدرت حلالیت بیشتر و قیمت کمتر از استرها بجای ان بکار میروند رزینهای اپوکسی- اکرولیک نیتروسلولزدر حلالهای کتونی حل میگردند.که شامل:
استن: یا دی متیل کتون حلالیت بسیار قوی دارداما بدلیل سرعت تبخیر بسیار سریع در نتیجه مقاومت بلاشینگ ضعیفمصرفش در رنگهای فوری کم و بیشتر برای افزایش قدرت انحلال پذیری الکرولیکها و رنگبرها مصرف میگردد.
متیل اتیل کتون یک حلال قوی سرعت تبخیر سریع بیشتر جه انحلال کوپلیمرهای وینیلی و رزینهای اپوکسی و پلی اورتان بکار میرود و بدلیل قیمت بالاتر از استن بندرت استفاده میشود
3- اترالکلها
دارای دو عامل الکلی و اتری میباشدکه میتوان سلوسو یا مونو اتیل اتر اتیلن گلیکول را نام برد که مایعی با بوی دلپذیرو قابل حل در اغلب حلالهای الی بیشتر بعنوان حلال رنگهای بطریق برس استفاده میگردد در ماینرال اسپریت حل نمیگرددسرعت تبخیر آهسته آن به رنگ خصلت برس خوری خوبی میدهد
4-فیورنها:
تترا ئیدرو فیورن: Thf
در آب و بسیاری از حلالهای آلی محلول بوده در ضمن یک حلال خوبی برای پلی وینیل کلراید بشمار میرود جهت انحلال آن از مخلوط یک حلالی نسبت 2 به 1 تترائیدرو فیورن به متیل اتیل کتون استفاده مینمایند
5-نیتروپارافینها
از ان میتوان حهت انحلال رزینهای وینیلی اپوکسی اکرولیکی استفاده نمود البته گرانقیمت و اندکی سمی هستند.
. 6- حلالهای کلر دار
بعلت گرانقیمت بودن و سمی مصرف کمتری در رنگسازی دارند
7-آب
جهت انحلال رنگهای پلاستیکی رزینهای محلول در اب و رزینهای امولسیونی کاربرد دارد.
انواع حلال های آلی
حلال یکی از اجزاء تقسیم واکنش است که علی رغم حضور دائمی اش در واکنشها ، به ندرت در معادلات شیمیایی وارد می شود و البته بدون آن، انجام بیشتر واکنشها غیرممکن است. حضور یک حلال می تواند سرعت یک واکنش را با ضریب ۲۰ **۱۰ (ده به توان ۲۰) تسریع کند و یا آن را آهسته نماید: تغییر یک حلال به حلال دیگر می تواند میلیونها بار سرعت واکنش را تغییر دهد. اثرات حلال به مراتب قوی تر از اثرات سایر عوامل می باشد: بسیار قوی تر از اثرات قطبی، فضایی؛ است. حلال ـ انتخاب یک حلال خاص ـ می تواند عامل تعیین کننده اصلی سرعت واکنش و حتی چگونگی
انجام و یا عدم انجام واکنش باشد، حلال می تواند از بین چندین مسیر برای واکنش سیری را که در واقع واکنش دنبال می کند، تعیین نماید. واضح است که حلال فقط مکانی ـ یک نوع سالن ورز
ش است ـ که مولکولهای حل شونده در آن جست و خیز کنند و گاهی هم با هم برخورد نمایند. حلال در هر واکنشی که در آن رخ می دهد ذاتا دخالت دارد و یافتن میزان این دخالت و نحوه آن برای ما اهمیت دارد و مولکولهای حل شونده و یونها به صورت ذراتی لخت در محلول وجود ندارد بلکه حلال پوشیده می باشند. به هر ذره حل شده، یک توده از مولکولهای طی حلال توسط پیوندهای متصل است، تشکیل همین پیوندها است که انرژی لازم برای شکستن پیوندهایی که مولکولهای حل شونده را به یکدیگر نگه می دارد تامین می کند. انرژی یونیزاسیون مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از این اتم در حالت گازی و تبدیل آن به پول مثبت (کاتیون) دخالت گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می گویند. که لولین انرژی یونش است. اگر دومین الکترون را از اتم جدا شود. انرژی یونش گویند. و به همین صورت سومین، چهارمین، و … انرژی یونش تعریف می شود عوامل موثر به مقدار انرژی یونش عبارتند از: ۱ـ n یا عددکوانتومی اصلی ۲ـ با موثر هسته (B)
حلال جزء مهمی از محلول است. حلال ها مواد شیمیایی هستند كه مواد دیگر را در خود حل می كنند. حلال ها به طور كلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشكیل دهنده حلال قطبی بوده
و یكدیگر را با نیروی جاذبه ی الكتروستاتیكی جذب می نمایند.
مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریك اسید H2SO4 و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.
در حلال های غیر قطبی (که بیشتر حلالهای آلی هستند)، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.
حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت كمتری دارند و درنتیجه معمولا” این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می كنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند كه مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی كه قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:
برای حلالها فاکتر ثابت دی الکتریک بسیار مهم است. توانایی یک مایع در حل کردن مواد جامد یونی شدیداً به ثابت دی الکتریک آن مایع بستگی دارد . هر چه این مقدار بیشتر باشد به معنی این است که حلال توانایی بیشتری در جداسازی یونهای ماده ی جامد یونی حل شدنی را دارد و هر چه کمتر باشد به معنی این است که حلال یک حلال ناقطبی بوده و توانایی کمی برای انحلال مواد یونی را داراست. بنا بر قانون کلی انحلال که مشابه در مشابه حل می شود، اطلاع از ثابت دی الکتریک بسیار مهم است که برای حل کردن مواد ناقطبی به دنبال حلالی ناقطبی با ثابت دی الکتریک اندک بگردیم و برای مواد قطبی و یونی به دنبال حلالی قطبی با ثابت دی الکتریک بالا بگردیم. در زیر حلال های آلی مهم آمده است.
متانولCH3OH كه خواصی شبیه آب را دارد. آب دارای ثابت دی الکتریک برابر ۸۲ است.
متانول: متانول CH3OH کوچکترین عضو خانواده ی الکلها است. متانول از CO و H2 ساخته می شود و در تولید مواد پلاستیکی و الیاف کاربرد دارد.
اتانول دومین عضو خانواده ی الکلها است. اتانول C2
H5OH از اتن تهیه می شود و یکی از مهمترین حلالها و همچنین ماده ی اولیه برای تهیه ی بسیاری از فرآورده های شیمیایی است.
اتیل استات C4H8O2 از خانواده ی استرها است که از واکنش بین اتانول و استیک اسید به دست می آید. از استرها برای تهیه ی رنگ و چسب استفاده می کنند.
سیكلوهگزان C6H12 حلالی ناقطبی، مناسب برای مواد آلی و ناقطبی می باشد.
تولوئن C7H8 یا متیل ب
حلال ها مواد شیمیایی هستند كه مواد دیگر را در خود حل می كنند. حلال ها به طور كلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشكیل دهنده حلال قطبی بوده و یكدیگر را با نیروی جاذبه ی الكتروستاتیكی جذب می نمایند.
مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریك اسید H2SO4 و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند. در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.
حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت كمتری دارند و درنتیجه معمولا” این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می كنند.
چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند كه مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگرادمایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند.
هنگامی موادی كه قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدودهمایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است: متانولCH3OH كه خواصی شبیه آب را دارد. اتانول CH3-CH2OH پروپانون CH3-CH2-HC=O 1-پروپانول CH3-CH2-CH2OH 1-بوتانول CH3-CH2-CH2-CH2OH اتیل استات C4H8O2 اتوكسی اتان C4H10O تولوئن C7H8 بنزن C6H6 كربن تتراكلرید CCl4 سیكلوهگزان C6H12 دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH3)2 محدوده مایع بودن بین ۶۱- تا ۱۵۳ درجه سانتیگراد می باشد. تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH8O كه به شك
ل یه حلقه ی پنج ضلعی است كه در یكی از گوشه هایش اتم اكسیژن قرار گرفته است.
محدوده مایع بودن بین ۶۵- تا ۶۶ درجه سانتیگراد می باشد. دی متیل سولفوكسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH3)2SO محدوده مایع بودن بین ۱۸ تا ۱۸۹ درجه سانتیگراد می باشد. هگزا متیل فسفر آمید با نام اختصاری HMP و فرمول OP[N(CH3)2] استونیتریل CH3CN محدوده مایع بودن بین ۴۵- تا ۸۲ درجه سانتیگراد می باشد.
نیترومتان CH3NO2 محدوده مایع بودن بین ۲۹- تا ۱۰۱ درجه سانتیگراد می باشد. دی كلرومتان CH2Cl2 محدوده مایع بودن بین ۹۷- تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.
سولفولان C4H8SO2 (یك حلقه ی پنج ضلعی است
كه SO2 یك گوشه و چهار CH2 گوشه های دیگر را تشكیل داده اند. محدوده مایعبودن بین ۲۸ تا ۲۸۵ درجه سانتیگراد می باشد. پروپان-۱و۲-دیول كربنات C4H6O3 .
یك حلقه ی پنج ضلعی كه C=O یك گوشه و دو تا o
نیز دو گوشه ، CH2 یك گوشه و H3CH گوشه دیگر را تشكیل می دهند. این حلال از ۴۹- تا ۲۴۲ درجه سانتیگراد مایع می باشد.
طبق یك اصل كلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.
حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشكیل می دهند كه در زندگی كاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادكلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و … انواع الكلها و دیگر حلال های آلی را تشكیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از: دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH3)2 تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH8O كه به شكل یه حلقه ی پنج ضلعی است كه در یكی از گوشه هایش اتم اكسیژن قرار گرفته است.
دی متیل سولفوكسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH3)2SO بیان شد كه الكلها دسته ی بسیار مهمی از حلال های صنعتی را تشكیل م
ی دهند. میان ذرات حلال در الكلها، پیوند های
هیدروزنی می باشد، اما یك سر الكلها، سر آلی و غیرقطبی آنها می باشد درنتیجه این حلالها می توانند هم مواد غیرقطبی را با سر غیرقطبی در خود حل كنند و هم مواد یكه می توانند با آن پیوند هیدروزنی برقرار نمایند، مانند آب. میان ذرات حلال غیرقطبی، فقط نیروهای واندروالس وجود دارند.
میان ذرات ماده ی حل شده غیر قطبی نیز فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. بنابراین تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثیر این نیرو هستند
و امكان تشكیل محلول وجود دارد. یك مثال حلال های غیر قطبی، هیدروكربنهای سیر شده خطی مانند هگزان است. موم كه یك ماده ی غیرقطبی است در هگزان حل خواهد شد.
البته تمام اجسام غیرقطبی در یكدیگر حل نمی شوند. حال متداولترین نوع محلول یعنی، یك جامد حل شده در یك مایع را در نظر می گیریم. انحلال پذیری یك جامد غیرقطبی در یك مایع غیرقطبی به دو عامل بستگی دارد: دمای ذوب و آنتالپی ذوب آن. وقتی این جامد حل می شود، محلول مایع به دست می آید.
جامد تغییر فاز می دهد. جامدهایی كه دمای ذوب و انتالپی ذوبشان بالاست، انحلال پذیری بیشتری نشان می دهند. این تفاوت به علت نیروهای جاذبه قویتر در بلورهای اجسامی است كه دمای ذوب بالا دارند. در جریان حل شدن باید بر این نیروها فایق آمد. برخی از حلال ها مانند كربن تتراكلرید CCl4 كلروفرم CHCl3 به شدت سمی می باشد. همچنین كار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.
اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های كوچك خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دیلی سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان دارد. یكی از مهارتهای كار با حلال ها این است كه حلال های بی خطرتر پیدا كنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی كنیم كه استفاده از حلا
ل های سمی برای حل كردن موادی كه در واكنش شیمیایی به كار برده می شوند، را حذف نماییم.
بسیاری از حلال ها كه در مقادیر زیاد در صنعت به كار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند.
حلال هایی كه به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراكلرید كربن، كلروفورم، و پركلورواتیلین هستند.
فهرستی از ۲۰ حلال مختلف ، کاربرد و اثرات آن
حلال جزء مهمی از محلول است.
حلال جزء مهمی از محلول است. حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. حلال ها به طور کلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشکیل دهنده حلال قطبی بوده و یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می نمایند.
مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H۲SO۴ و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.
در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.
حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا” این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشن
د به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:
۱) متانولCH۳OH که خواصی شبیه آب را دارد.
۲) اتانول CH۳ CH۲OH
۳) پروپانون CH۳ CH۲ HC=O
۴) پروپانول CH۳ CH۲ CH۲OH
۵) بوتانول CH۳ CH۲ CH۲ CH۲OH
۶) اتیل استات C۴H۸O۲
۷) اتوکسی اتان C۴H۱۰O
۸) تولوئن C۷H۸
۹) بنزن C۶H۶
۱۰) کربن تتراکلرید CCl۴
۱۱) سیکلوهگزان C۶H۱۲
۱۲) دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲ محدوده مایع بودن بین ۶۱ تا ۱۵۳ درجه سانتیگراد می باشد.ی THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است. محدوده مایع بودن بین ۶۵ تا ۶۶ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۴) دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳)۲SO محدوده مایع بودن بین ۱۸ تا ۱۸۹ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۵) هگزا متیل فسفر آمید با نام اختصاری HMP و فرمول OP[N(CH۳)۲]
۱۶) استونیتریل CH۳CN محدوده مایع بودن بین ۴۵ تا ۸۲ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۷) نیترومتان CH۳NO۲ محدوده مایع بودن بین ۲۹ تا ۱۰۱ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۸) دی کلرومتان CH۲Cl۲ محدوده مایع بودن بین ۹۷ تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.
۱۹) سولفولان C۴H۸SO۲ (یک حلقه ی پنج ضلعی است که SO۲ یک گوشه و چهار CH۲ گوشه های دیگر را تشکیل داده اند. محدوده مایع بودن بین ۲۸ تا ۲۸۵ درجه سانتیگراد می باشد.
۲۰) پروپان ۱و۲ دیول کربنات C۴H۶O۳ . یک حلقه ی پنج ضلعی که C=O یک گوشه و دو تا o نیز دو گوشه ، CH۲ یک گوشه و H۳CH گوشه دیگر را تشکیل می دهند. این حلال از ۴۹ تا ۲۴۲ درجه سانتیگراد مایع می باشد.
طبق یک اصل کلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.
حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن
ها، انواع اسپری ها، چسب ها و … انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از:
دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲
تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته اس
ت.
دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳)۲SO
بیان شد که الکلها دسته ی بسیار مهمی از حلال ه
ای صنعتی را تشکیل می دهند. میان ذرات حلال در الکلها، پیوند های هیدروزنی می باشد، اما یک سر الکلها، سر آلی و غیرقطبی آنها می باشد درنتیجه این حلالها می توانند هم مواد غیرقطبی را با سر غیرقطبی در خود حل کنند و هم مواد یکه می توانند با آن پیوند هیدروزنی برقرار نمایند، مانند آب.
میان ذرات حلال غیرقطبی، فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. میان ذرات ماده ی حل شده غیر قطبی نیز فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. بنابراین تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثیر این نیرو هستند و امکان تشکیل محلول وجود دارد.
یک مثال حلال های غیر قطبی، هیدروکربنهای سیر شده خطی مانند هگزان است. موم که یک ماده ی غیرقطبی است در هگزان حل خواهد شد.
البته تمام اجسام غیرقطبی در یکدیگر حل نمی شوند. حال متداولترین نوع محلول یعنی، یک جامد حل شده در یک مایع را در نظر می گیریم. انحلال پذیری یک جامد غ
یرقطبی در یک مایع غیرقطبی به دو عامل بستگی دارد: دمای ذوب و آنتالپی ذوب آن. وقتی این جامد حل می شود، محلول مایع به دست می آید. جامد تغییر فاز می دهد. جامدهایی که دمای ذوب و انتالپی ذوبشان بالاست، انحلال پذیری بیشتری نشان می دهند. این تفاوت به علت نیروهای جاذبه قویتر در بلورهای اجسامی است که دمای ذوب بالا دارند. در جریان حل شدن باید بر این نیروها فایق آمد. سمی می باشد. همچنین کار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.
اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های کوچک خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دیلی سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان دارد.
یکی از مهارتهای کار با حلال ها این است که حلال های بی خطرتر پیدا کنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی کنیم که استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف نماییم.
بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند.
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
