آشنایی با حلال ها

حلال ماده ای است که حل شونده را حل می کند و در نتیجه محلول ایجاد می کند. یک حلال معمولاً مایع است اما می تواند یک جامد ، گاز یا مایع فوق بحرانی باشد. مقدار املاح که می تواند در حجم خاصی از حلال حل شود ، با توجه به دما متفاوت است. کاربردهای معمول برای حلال های آلی در تمیز کردن خشک (به عنوان مثال تتراکلوراتیلن) ، به عنوان مواد رقیق کننده رنگ (به عنوان مثال تولوئن ، سقز) ، به عنوان پاک کننده های لاک ناخن و حلال های چسب (استون ، متیل استات ، استات اتیل) ، در جاذب های نقطه ای (مانند هگزان ، بنزر اتر) ) ، در مواد شوینده (مرکبات ترپن) و در عطرها (اتانول). آب یک حلال برای مولکول های قطبی و متداول ترین حلالی است که توسط موجودات زنده استفاده می شود. تمام یونها و پروتئین های موجود در سلول در آب درون سلول حل می شوند. حلالها در صنایع شیمیایی ، دارویی ، نفت و گاز از جمله در سنتزهای شیمیایی و فرایندهای تصفیه کاربردهای مختلفی پیدا می کنند.

حلالیت

هنگامی که یک ماده در ماده دیگر حل می شود ، یک محلول تشکیل می شود. این در شرایطی است که ترکیبات مانند شن و ماسه در آب محلول نیستند. در یک محلول ، همه مواد به طور یکنواخت در سطح مولکولی توزیع می شوند و هیچ باقیمانده ای باقی نمی ماند. یک محلول از یک فاز تشکیل شده است و در مقایسه با مراحل پیوسته جداگانه مانند سوسپانسیونها ، امولسیونها و انواع دیگر مخلوطهای غیر محلول تمام مولکولهای آن به صورت حلال (کمپلکسهای حلال محلول) وجود دارد. توانایی حل شدن یک ترکیب در ترکیب دیگر به عنوان حلالیت شناخته می شود. اگر این اتفاق در تمام نسبت ها رخ دهد ، آن را اختلاط پذیر می نامند.

علاوه بر مخلوط شدن ، مواد موجود در یک محلول در سطح مولکولی با یکدیگر برهم کنش دارند. وقتی چیزی حل می شود ، مولکول های حلال در اطراف مولکول های ماده حل شده قرار می گیرند. انتقال گرما درگیر است و آنتروپی افزایش می یابد و باعث می شود محلول از نظر ترمودینامیکی پایدارتر از ماده حل شونده و حلال به صورت مستقل باشد. این آرایش با خواص شیمیایی مربوطه حلال و املاح مربوط می شود ، مانند پیوند هیدروژن ، گشتاور دو قطبی و قطبش پذیری. انحلال باعث ایجاد واکنش شیمیایی یا تغییرات پیکربندی شیمیایی در محلول نمی شود. با این حال ، حلالیت شبیه یک واکنش تشکیل پیچیده هماهنگی است که غالباً دارای انرژی قابل ملاحظه ای است (گرمای انحلال و آنتروپی حلال) و بنابراین از یک روند خنثی به دور است.

طبقه بندی های حلال ها

حلال ها را می توان به طور کلی به دو دسته قطبی و غیر قطبی طبقه بندی کرد. مورد خاص جیوه است که محلولهای آن به نام آمالگام شناخته می شود. همچنین ، محلولهای فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند. به طور کلی ، ثابت دی الکتریک حلال اندازه گیری تقریبی قطبیت حلال را فراهم می کند. قطبیت شدید آب با ثابت ماندن زیاد دی الکتریک آن (در دمای 0 درجه سانتیگراد) نشان داده می شود. به طور کلی حلال هایی با ثابت دی الکتریک کمتر از 15 غیر قطبی در نظر گرفته می شوند. ثابت دی الکتریک تمایل حلال به لغو بخشی از قدرت میدان الکتریکی ذره باردار غوطه ور را اندازه گیری می کند. این کاهش سپس با قدرت میدان ذره باردار در خلا مقایسه می شود. از نظر ابتکاری ، می توان ثابت دی الكتریكی یك حلال را توانایی آن در كاهش بار موثر داخلی املاح دانست. عموماً ، ثابت دی الكتریكی یك حلال پیش بینی كننده ای برای توانایی حلال در حل كردن تركیبات یونی رایج ، مانند نمك ها است.

نقطه جوش در حلال ها

نقطه جوش یک خاصیت مهم است زیرا سرعت تبخیر را تعیین می کند. مقادیر کمی از حلالهای با نقطه جوش کم مانند دی اتیل اتر ، دی کلرومتان یا استون در ثانیه در دمای اتاق تبخیر می شوند ، در حالی که حلالهای با نقطه جوش زیاد مانند آب یا دی متیل سولفوکسید به دمای بالاتر ، برای تبخیر سریع به جریان هوا یا استفاده از خلا نیاز دارند.

تراکم

اکثر حلالهای آلی چگالی کمتری نسبت به آب دارند ، این بدان معنی است که آنها از آب سبک ترند و یک لایه در بالای آب تشکیل می دهند. استثنائات مهم بیشتر حلالهای هالوژنه مانند دی کلرومتان یا کلروفرم در ته ظرف فرو رفته و آب را به عنوان لایه بالایی باقی می گذارد.

اثرات سلامتی حلال ها

خطرات بهداشتی عمومی مرتبط با قرار گرفتن در معرض حلال شامل سمیت برای سیستم عصبی ، آسیب باروری ، آسیب کبدی و کلیه ، اختلال تنفسی ، سرطان و درماتیت است.

• قرار گرفتن در معرض حلال به صورت حاد

بسیاری از حلال ها در صورت استنشاق زیاد می توانند باعث از بین رفتن ناگهانی هوشیاری شوند. مدت زمان طولانی است که از حلالهایی مانند دی اتیل اتر و کلروفرم در پزشکی به عنوان بیهوشی ، آرامبخش و خواب آور استفاده می شود. اتانول (الکل دانه ای) یک داروی روانگردان است که به طور گسترده مورد سو استفاده قرار می گیرد. دی اتیل اتر ، کلروفرم و بسیاری از حلال های دیگر از بنزین یا چسبها در استشمام چسب سو، استفاده می شود ، که اغلب با اثرات مضر طولانی مدت سلامتی مانند مسمومیت عصبی یا سرطان همراه است. جایگزینی جعلی 1.5 پنتاندیول توسط روانگردان 1،4-بوتاندیول توسط یک پیمانکار فرعی باعث فراخوان محصول Bindeez شد. در صورت بلع ، الکلهای سمی (غیر از اتانول) مانند متانول ، پروپانول و اتیلن گلیکول به آلدهیدها و اسیدهای سمی متابولیزه می شوند که باعث اسیدوز متابولیک بالقوه می شوند. متانول حلال الکل که معمولاً در دسترس است ، در صورت بلع باعث کوری دائمی یا مرگ می شود. حلال 2-بوتوکسی اتانول ، که در مایعات فرکنینگ استفاده می شود ، می تواند باعث افت فشار خون و اسیدوز متابولیک شود.

• قرار گرفتن در معرض حلال به صورت مزمن

برخی از حلالها از جمله کلروفرم و بنزن که ماده اصلی در بنزین است ، سرطان زا شناخته شده اند ، این در حالی است که بسیاری دیگر از این حلال ها نیز از نظر سازمان بهداشت جهانی سرطان زا محسوب می شوند. حلال ها می توانند به اندام های داخلی مانند کبد ، کلیه ها ، سیستم عصبی یا مغز آسیب برسانند. به اثرات تجمعی قرار گرفتن در معرض حلال در دراز مدت یا طولانی مدت ، انسفالوپاتی ناشی از حلال مزمن (CSE) گفته می شود.

قرار گرفتن مزمن در معرض حلالهای آلی در محیط کار می تواند طیف وسیعی از اثرات سو عصبی-روانی را ایجاد کند. به عنوان مثال ، مواجهه شغلی با حلالهای آلی با تعداد بیشتری از نقاشان مبتلا به اعتیاد به الکل همراه بوده است. اتانول هنگامی که در ترکیب با بسیاری از حلالها مصرف شود ، یک اثر هم افزایی دارد. به عنوان مثال ، ترکیبی از تولوئن / بنزن و اتانول باعث تهوع / استفراغ بیشتر از هر دو ماده به تنهایی می شود.

بسیاری از حلال ها شناخته شده یا مشکوک به بیماری آب مروارید هستند ، و خطر ابتلا به آب مروارید در لنز چشم را تا حد زیادی افزایش می دهد. قرار گرفتن در معرض حلال نیز با آسیب نوروتوکسیک باعث از دست دادن شنوایی همراه است.

• آلودگی محیطی

یک مسیر اصلی برای القای اثرات سلامتی ناشی از نشت حلال هایی است که به خاک زیرین می رسد. از آنجا که حلالها به راحتی از فواصل قابل توجهی مهاجرت می کنند ، ایجاد آلودگی گسترده خاک غیر معمول نیست. اگر سفره های زیرزمینی تحت تأثیر قرار بگیرند ، این به ویژه یک خطر بهداشتی است. نفوذ بخار می تواند از سایتهایی با آلودگی گسترده حلال زیر سطحی رخ دهد.