دوشنبه ۰۷ آذر ۰۱ | ۱۳:۱۶ ۳ بازديد
حلال ها گروه ناهمگنی از مواد شیمیایی از نظر ساختاری متنوع هستند که می توانند برای رقیق کردن، حل کردن یا پخش کردن سایر ترکیبات استفاده شوند. توانایی یک حلال برای حل کردن مولکول دیگر به ساختار مولکولی و خواص فیزیکی حلال و املاح بستگی دارد. حلال ها را می توان به دو دسته آلی یا معدنی و از نظر قطبیت شیمیایی طبقه بندی کرد. حلال های قطبی شامل آب، الکل ها و سایر مواد شیمیایی حاوی OH مانند اسید استیک هستند که توانایی اهدای H+ و تشکیل پیوندهای هیدروژنی را دارند. حلال های قطبی فاقد گروه –OH، از جمله استونیتریل، دی متیل فرمامید و دی متیل سولفوکسید، حلال های اولیه هستند و برای حل کردن املاح قطبی کمتر استفاده می شوند.
حلال های غیرقطبی در آب قابل اختلاط نیستند و بنابراین برای حل کردن مواد آبگریز مانند روغن ها و چربی ها استفاده می شوند. این دسته از حلال ها شامل بنزن، تتراکلرید کربن، دی اتیل اتر، هگزان و تولوئن است. استفاده از حلال های غیرآبی معدنی کمتر رایج است و به طور کلی در محیط های آزمایشگاهی کنترل شده استفاده می شود.
چنین حلال هایی، از جمله آمونیاک مایع، کلرید فسفریل و اسید سولفوریک، ممکن است در واکنش های شیمیایی که در آن واکنش دهنده ها پتانسیل تعامل با یک حلال قطبی را دارند، مطلوب باشند. بسیاری از حلال ها نیز به عنوان ترکیبات آلی فرار (VOCs) طبقه بندی می شوند، و بحث در مورد زیر طبقه بندی بیشتر را می توان در ورودی VOC یافت. به طور مشابه، حلال‌های استودارد/ارواح سفید به ترکیب خاصی از هیدروکربن‌های آلیفاتیک و آلی‌حلقه‌ای که از نفت خام تقطیر شده‌اند، اشاره دارد.
سمیت حلال ها می تواند بسیار متفاوت باشد. آب که به عنوان حلال جهانی در نظر گرفته می شود، سمیت بسیار کمی دارد، در حالی که در مقابل، بنزن که زمانی به طور گسترده در محصولات صنعتی و خانگی استفاده می شد، به دلیل سرطان زایی شناخته شده برای انسان تا حد زیادی جایگزین شده است. تنوع در این گروه از مواد شیمیایی امکان استفاده گسترده را در چندین روش صنعتی و همچنین در خانه فراهم می کند. مواجهه شغلی یا محیطی با حلال ها در نتیجه استفاده رایج از بسیاری از حلال ها و سهولت نسبی جذب آنها رخ می دهد.
در سال های اخیر، حرکتی برای جایگزینی بسیاری از حلال های سمی تر با جایگزین های کمتر سمی صورت گرفته است. به عنوان مثال، الکل ها و آلکان ها نسبت به استونیتریل، دی اکسان و تتراهیدروفوران کمتر برای محیط زیست مضر هستند. علاوه بر این، جنبش شیمی سبز همچنین شیمیدان ها را برای یافتن جایگزین های غیرسمی و پایدار به چالش کشید. لیمونن که از پوست مرکبات جدا شده و معمولاً در لوازم آرایشی و عطرها استفاده می شود، به طور فزاینده ای به عنوان حلال برای محصولات پاک کننده طبیعی استفاده می شود. دی اکسید کربن فوق بحرانی حلال جایگزین دیگری است که در انواع واکنش ها از کافئین زدایی قهوه تا تمیز کردن خشک استفاده می شود.
مواد شیمیایی حلال
حلال ها به عنوان مواد شیمیایی که املاح را حل کرده و محلول تشکیل می دهند، بسیاری از واکنش ها را تسهیل می کنند. آنها برای همه چیز از استخراج گرفته تا تمیز کردن خشک تا رنگ و موارد دیگر استفاده می شوند. آنها می توانند مانند آب خوش خیم یا به اندازه دی کلرومتان خطرناک باشند. استفاده از حلال‌های سمی سالانه میلیون‌ها کارگر را تحت تأثیر قرار می‌دهد و پیامدهایی برای مصرف‌کنندگان و محیط‌زیست نیز دارد.
چگونه حلال ها با شیمی سبز ارتباط دارند
حلالها در هنگام سبز کردن شیمی یک اولویت کلیدی هستند زیرا در حجم های بالا استفاده می شوند و بسیاری از آنها ترکیبات آلی فرار هستند. استفاده از آنها باعث ایجاد مقادیر زیادی زباله، آلودگی هوا و سایر اثرات سلامتی می شود. یافتن جایگزین های ایمن تر و کارآمدتر یا حذف حلال ها به طور کلی یکی از بهترین راه ها برای بهبود فرآیند یا محصول است.
انواع حلال های شیمیایی به ماده ای اطلاق می شود که قادر به حل کردن ماده دیگری باشد. به طور کلی هیچ واکنشی بین حلال و املاح رخ نمی دهد و ماده جدیدی تولید نمی شود. به عنوان مثال، هنگامی که آب در یک ماده قطبی حل می شود، مولکول های آب به دلیل نیروی وارد شده توسط حلال وارد مولکول های آب می شوند. آنها جدا شده و بین مولکول های حلال قرار می گیرند.
حلال های شیمیایی معمولاً در دمای محیط مایع هستند، اما در جامد (حلال های یونی) یا گاز (دی اکسید کربن) نیز وجود دارند. حل کردن یک ماده در یک ترکیب دیگر برای اهداف مختلفی از جمله تنظیم ویسکوزیته، تغییر خواص دما، حذف یک ماده از یک سطح خاص، استخراج یک ماده و غیره قابل انجام است.
انواع حلال های شیمیایی باید بر اساس نوع حلال و هدفی که داریم انتخاب شوند، انتخاب حلال قطبی برای یک ماده غیرقطبی نادرست است و اگر بخواهیم محلول حاصل را در یک واکنش بگنجانیم، اثرات و واکنش ها باید انجام شود. توجه داشته باشید همچنین توسط خود حلال. در زیر به دسته بندی حلال ها و انواع آنها می پردازیم.
در ادامه حلالیت NaCl در آب نشان داده شده است، همانطور که مشاهده می کنید، آب یون های سدیم و کلر را جدا می کند و هر یک از این یون ها توسط قسمت های مختلف (مثبت یا منفی) آب احاطه شده اند.
حلال های آلی
این ترکیبات از نظر ساختار شیمیایی به سه دسته هیدروکربن، اکسیژن و هالوژن تقسیم می شوند.
حلال های هیدروکربنی
این مواد به دو دسته آلیفاتیک و آروماتیک (بنزن، تولوئن، زایلن و ...) تقسیم می شوند. این حلال ها عموماً از نفت خام استخراج می شوند و در برخی موارد از ترکیب مواد مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، پارافین های خطی ویسکوزیته پایینی دارند، در حالی که پارافین های شاخه دار ویسکوزیته بالایی دارند و خواص دمای پایین خوبی دارند. ترکیب این حلال ها ویسکوزیته خوب و خواص دمای پایین خوبی به ما می دهد. در اینجا چند نمونه از این مواد و کاربردهای آنها آورده شده است.
آلیفاتیک
ترکیبات آلیفاتیک موادی هستند که در ساختار خود حلقه های معطر ندارند مانند آلکان ها، آلکن ها و غیره.
سیکلوهگزان
این روغن مایعی است که بی رنگ یا مایل به زرد است. کاربردهای زیادی دارد اما به عنوان حلال برای تولید علف کش ها، سلولز، رزین های طبیعی و مصنوعی، موم ها، چربی ها و غیره استفاده می شود.
حلال های معطر
بنزن
بنزن به عنوان ساده ترین ترکیب معطر شناخته می شود و علیرغم اثرات مضری که بر بدن انسان دارد به دلیل ساختار مولکولی خاص خود بسیار مورد استفاده و استفاده فراوان قرار می گیرد. بنزن در ساخت لاستیک و لاستیک، در صنعت چاپ و رنگ، در تولید رزین، چیپس، نایلون، استایرن و در ترکیب حلال های صنعتی برای زدودن چربی و گریس از سطوح مختلف استفاده می شود.
تولوئن
تولوئن یکی دیگر از ترکیبات معطر محبوب است که به طور گسترده ای به عنوان حلال در صنایع مختلف استفاده می شود. اگرچه برای سلامتی انسان مضر است، اما خواص خوب و قابلیت حل کردن اجزای مختلف باعث شده است که در ساخت انواع سوخت، مواد شوینده خانگی و صنعتی، منسوجات و چرم، روان کننده ها و روان کننده ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد. و… مورد استفاده قرار گیرد.
حلال های اکسیژن
اینها عبارتند از الکل ها، کتون ها، آلدئیدها، گلیکول اترها، استرها و غیره.
حلال های هالوژن
موادی که در ساختار گروه هالوژن خود عنصری دارند (کلر، برم و ...) هالوژن نامیده می شوند.
حلال های غیرقطبی در آب قابل اختلاط نیستند و بنابراین برای حل کردن مواد آبگریز مانند روغن ها و چربی ها استفاده می شوند. این دسته از حلال ها شامل بنزن، تتراکلرید کربن، دی اتیل اتر، هگزان و تولوئن است. استفاده از حلال های غیرآبی معدنی کمتر رایج است و به طور کلی در محیط های آزمایشگاهی کنترل شده استفاده می شود.
چنین حلال هایی، از جمله آمونیاک مایع، کلرید فسفریل و اسید سولفوریک، ممکن است در واکنش های شیمیایی که در آن واکنش دهنده ها پتانسیل تعامل با یک حلال قطبی را دارند، مطلوب باشند. بسیاری از حلال ها نیز به عنوان ترکیبات آلی فرار (VOCs) طبقه بندی می شوند، و بحث در مورد زیر طبقه بندی بیشتر را می توان در ورودی VOC یافت. به طور مشابه، حلال‌های استودارد/ارواح سفید به ترکیب خاصی از هیدروکربن‌های آلیفاتیک و آلی‌حلقه‌ای که از نفت خام تقطیر شده‌اند، اشاره دارد.
سمیت حلال ها می تواند بسیار متفاوت باشد. آب که به عنوان حلال جهانی در نظر گرفته می شود، سمیت بسیار کمی دارد، در حالی که در مقابل، بنزن که زمانی به طور گسترده در محصولات صنعتی و خانگی استفاده می شد، به دلیل سرطان زایی شناخته شده برای انسان تا حد زیادی جایگزین شده است. تنوع در این گروه از مواد شیمیایی امکان استفاده گسترده را در چندین روش صنعتی و همچنین در خانه فراهم می کند. مواجهه شغلی یا محیطی با حلال ها در نتیجه استفاده رایج از بسیاری از حلال ها و سهولت نسبی جذب آنها رخ می دهد.
در سال های اخیر، حرکتی برای جایگزینی بسیاری از حلال های سمی تر با جایگزین های کمتر سمی صورت گرفته است. به عنوان مثال، الکل ها و آلکان ها نسبت به استونیتریل، دی اکسان و تتراهیدروفوران کمتر برای محیط زیست مضر هستند. علاوه بر این، جنبش شیمی سبز همچنین شیمیدان ها را برای یافتن جایگزین های غیرسمی و پایدار به چالش کشید. لیمونن که از پوست مرکبات جدا شده و معمولاً در لوازم آرایشی و عطرها استفاده می شود، به طور فزاینده ای به عنوان حلال برای محصولات پاک کننده طبیعی استفاده می شود. دی اکسید کربن فوق بحرانی حلال جایگزین دیگری است که در انواع واکنش ها از کافئین زدایی قهوه تا تمیز کردن خشک استفاده می شود.
مواد شیمیایی حلال
حلال ها به عنوان مواد شیمیایی که املاح را حل کرده و محلول تشکیل می دهند، بسیاری از واکنش ها را تسهیل می کنند. آنها برای همه چیز از استخراج گرفته تا تمیز کردن خشک تا رنگ و موارد دیگر استفاده می شوند. آنها می توانند مانند آب خوش خیم یا به اندازه دی کلرومتان خطرناک باشند. استفاده از حلال‌های سمی سالانه میلیون‌ها کارگر را تحت تأثیر قرار می‌دهد و پیامدهایی برای مصرف‌کنندگان و محیط‌زیست نیز دارد.
چگونه حلال ها با شیمی سبز ارتباط دارند
حلالها در هنگام سبز کردن شیمی یک اولویت کلیدی هستند زیرا در حجم های بالا استفاده می شوند و بسیاری از آنها ترکیبات آلی فرار هستند. استفاده از آنها باعث ایجاد مقادیر زیادی زباله، آلودگی هوا و سایر اثرات سلامتی می شود. یافتن جایگزین های ایمن تر و کارآمدتر یا حذف حلال ها به طور کلی یکی از بهترین راه ها برای بهبود فرآیند یا محصول است.
انواع حلال های شیمیایی به ماده ای اطلاق می شود که قادر به حل کردن ماده دیگری باشد. به طور کلی هیچ واکنشی بین حلال و املاح رخ نمی دهد و ماده جدیدی تولید نمی شود. به عنوان مثال، هنگامی که آب در یک ماده قطبی حل می شود، مولکول های آب به دلیل نیروی وارد شده توسط حلال وارد مولکول های آب می شوند. آنها جدا شده و بین مولکول های حلال قرار می گیرند.
حلال های شیمیایی معمولاً در دمای محیط مایع هستند، اما در جامد (حلال های یونی) یا گاز (دی اکسید کربن) نیز وجود دارند. حل کردن یک ماده در یک ترکیب دیگر برای اهداف مختلفی از جمله تنظیم ویسکوزیته، تغییر خواص دما، حذف یک ماده از یک سطح خاص، استخراج یک ماده و غیره قابل انجام است.
انواع حلال های شیمیایی باید بر اساس نوع حلال و هدفی که داریم انتخاب شوند، انتخاب حلال قطبی برای یک ماده غیرقطبی نادرست است و اگر بخواهیم محلول حاصل را در یک واکنش بگنجانیم، اثرات و واکنش ها باید انجام شود. توجه داشته باشید همچنین توسط خود حلال. در زیر به دسته بندی حلال ها و انواع آنها می پردازیم.
در ادامه حلالیت NaCl در آب نشان داده شده است، همانطور که مشاهده می کنید، آب یون های سدیم و کلر را جدا می کند و هر یک از این یون ها توسط قسمت های مختلف (مثبت یا منفی) آب احاطه شده اند.
حلال های آلی
این ترکیبات از نظر ساختار شیمیایی به سه دسته هیدروکربن، اکسیژن و هالوژن تقسیم می شوند.
حلال های هیدروکربنی
این مواد به دو دسته آلیفاتیک و آروماتیک (بنزن، تولوئن، زایلن و ...) تقسیم می شوند. این حلال ها عموماً از نفت خام استخراج می شوند و در برخی موارد از ترکیب مواد مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، پارافین های خطی ویسکوزیته پایینی دارند، در حالی که پارافین های شاخه دار ویسکوزیته بالایی دارند و خواص دمای پایین خوبی دارند. ترکیب این حلال ها ویسکوزیته خوب و خواص دمای پایین خوبی به ما می دهد. در اینجا چند نمونه از این مواد و کاربردهای آنها آورده شده است.
آلیفاتیک
ترکیبات آلیفاتیک موادی هستند که در ساختار خود حلقه های معطر ندارند مانند آلکان ها، آلکن ها و غیره.
سیکلوهگزان
این روغن مایعی است که بی رنگ یا مایل به زرد است. کاربردهای زیادی دارد اما به عنوان حلال برای تولید علف کش ها، سلولز، رزین های طبیعی و مصنوعی، موم ها، چربی ها و غیره استفاده می شود.
حلال های معطر
بنزن
بنزن به عنوان ساده ترین ترکیب معطر شناخته می شود و علیرغم اثرات مضری که بر بدن انسان دارد به دلیل ساختار مولکولی خاص خود بسیار مورد استفاده و استفاده فراوان قرار می گیرد. بنزن در ساخت لاستیک و لاستیک، در صنعت چاپ و رنگ، در تولید رزین، چیپس، نایلون، استایرن و در ترکیب حلال های صنعتی برای زدودن چربی و گریس از سطوح مختلف استفاده می شود.
تولوئن
تولوئن یکی دیگر از ترکیبات معطر محبوب است که به طور گسترده ای به عنوان حلال در صنایع مختلف استفاده می شود. اگرچه برای سلامتی انسان مضر است، اما خواص خوب و قابلیت حل کردن اجزای مختلف باعث شده است که در ساخت انواع سوخت، مواد شوینده خانگی و صنعتی، منسوجات و چرم، روان کننده ها و روان کننده ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد. و… مورد استفاده قرار گیرد.
حلال های اکسیژن
اینها عبارتند از الکل ها، کتون ها، آلدئیدها، گلیکول اترها، استرها و غیره.
حلال های هالوژن
موادی که در ساختار گروه هالوژن خود عنصری دارند (کلر، برم و ...) هالوژن نامیده می شوند.
- ۰ ۰
- ۰ نظر