OTAPALO: POJAM, VRSTE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025

Otapalo je komponenta otopine ili otopine koja se nalazi u najvišem omjeru. Otapa otapalo, drugu manju komponentu otopine, koja nije ništa drugo do homogena smjesa koja ne predstavlja diskontinuitet.

Otapalo je obično tekućina, uglavnom voda, koja se smatra univerzalnim otapalom. Pored vode, obično se dodaje otopina od čvrste otopine koja se u njoj potpuno rastvara. Ali otapalo može biti kruta tvar, a rastvorena tekućina. Ovaj bi primjer mogao biti slučaj amalgama, koji su formirani živa i metal.

Ova čaša za staklo sadrži tekuću vodu, univerzalno otapalo. Izvor: Pixabay.

S druge strane, zrak je otopina nastala dušikom, koja se smatra otapalom jer je u većem omjeru; i skupina plinova poput kisika, ugljičnog dioksida, vodene pare itd., koji djeluju kao topljeni dijelovi.

U otopini su molekule otapala raspoređene oko molekula otopljenih u fenomenu poznatom kao solvacija; ispravnije nazvana hidratacija, u slučaju vode kao otapala. Proces otapanja je u osnovi egzotermičan.

Vrste otapala

Otapala se klasificiraju kao polarna i nepolarna.

- Polarno

Sačinjavaju ih molekule s nehomogenom raspodjelom električnog naboja; to jest polarne molekule. Polarna otapala obično imaju visoku dielektričnu konstantu.

Dielektrična konstanta otapala je bezdimenzionalna konstanta i na neki način mjeri sposobnost otapala da u otopini drži električne naboje razdvojenim.

Ako se natrijev klorid otopi u vodi, kation (Na ⁺) se veže uz anion (Cl ^-), formirajući talog natrijevog klorida. Voda, zbog svoje visoke dielektrične konstante, sprječava ovo ponovno ujedinjenje.

Polarna otapala imaju dielektričnu konstantu veću od 15, a voda je najveća (80). Ta otapala, općenito, imaju sposobnost stvaranja vodikovih veza s rastvorenima, uz interakciju s njima putem dipol-dipolnih sila.

Stoga su interakcije između polarnih otapala i polarnih topljenih tvari vrlo jake. Nadalje, molekule polarnih otapala imaju velike dipolske momente i mogu izazvati solvaciju električno nabijenih molekula interakcijama između naboja suprotnog znaka.

Protička otapala

Protonska otapala i posjeduju OH NH skupine, kao što je voda (Hoh) i etanola (CH ₃ CH ₂ OH). Ove grupe omogućuju stvaranje vodikovih veza, što omogućuje ova otapala za otapanje mnogih rastvora.

Protska otapala obično imaju dielektrične konstante veće od 15; iako octena kiselina, protonsko otapalo, ima dielektričnu konstantu 6,2. Voda ima visoku vrijednost, kako za dielektričnu konstantu (80) tako i za moment dipola (1,85).

Gustoća vode (1,00 g / cm ³) jedno je od najviših među protočnim otapalima. Međutim, mravlja kiselina ima gustoću od 1,21 g / cm ³ i octene kiseline ima gustoću vrijednost 1.049 g / ³.

Protska otapala favoriziraju nukleofilne reakcije supstitucije (SN1).

Aprotska otapala

Ova otapala nemaju OH i NH skupine koje omogućuju stvaranje vodikovih veza; takav je slučaj aceton (CH ₃ C-OCH ₃). Dakle, ovaj tip otapala ima niži kapacitet otapanja sastojaka soli u odnosu na protonska otapala.

Većina aprotičkih otapala ima dielektrične konstantne vrijednosti veće od 15, s iznimkama su tetrahidrofuran (7,5) i etil acetat (6,02).

Postoji nekoliko aprotičnih otapala koja imaju veći dipolni moment od vode. Među njima: aceton (2,88), dimetilformamid (3,82), dimetilsulfoksid (3,96), nitrometan (3,56) i propilen karbonat (4,9).

Postoje aprotična otapala čija je gustoća veća od vode: dimetilsulfoksid (1.092 g / cm ³), nitrometan (1.137 g / cm ³) i propilen karbonat (1.205 g / cm ³).

Aprotska otapala favoriziraju nukleofilne reakcije supstitucije (SN2).

- Nepolarno

Karakterizira ih dielektrična konstanta manja od 15, vrlo nizak dipolni trenutak, a interakcije s molekulama topljenih su slabe (tipa londonske ili disperzijske sile).

Nepolarna ili apolarna otapala nisu pomiješana s polarnim otapalima. Pored toga, one ne otapaju učinkovito soli, jer ne mogu proizvesti otapanje svojih ionskih komponenata; niti ione biti izvedeni iz njih, za razliku od vode (H ₃ O ⁺ i OH ^-).

Dio nepolarnih otapala ima dipolne momente jednake nuli, a među njima su: pentan, heksan, cikloheksan i benzen. U međuvremenu, maksimalna vrijednost za dipolni trenutak predstavljena je diklorometanom (1.60), zbog prisutnosti klora.

Nepolarna otapala prikladna su za otapanje nepolarnih topljenih otapala, kao i većina masti i ulja.

Primjeri otapala

Toluen

To je aromatično otapalo (sinonim za metilbenzen) koje se koristi za povećanje oktanskog broja benzina. Koristi se u preradi boja, smola, premaza, guma, deterdženata, lijekova, parfema i saharina.

ksilen

To je sinonim za dimetilbenzen koji se koristi kao otapalo za smole, lakove, gume, mastila, emajle i kao mlazno gorivo. Također je sredstvo za odmašćivanje, koje se koristi u proizvodnji epoksidnih smola te u pripremi parfema, insekticida i repelanata.

Etil acetat

Koristi se u laboratorijama za lijekove za ekstrakciju antibiotika. U međuvremenu, u industriji boja koristi se za otapanje sintetskih smola koje se koriste u pripremi boja. Također se koristi u mirisima, bojama i aromama.

aceton

Koristi se u proizvodnji celuloznog acetata, boja, lakova, ljepila i boja serije difenilamin. Koristi se za ekstrakciju masti i ulja, kao i za njihovo pročišćavanje. U kući se koristi za uklanjanje laka s noktiju i boja.

Etilen metil keton

Koristi se u proizvodnji otapala za premaze, ljepila i magnetske vrpce. Koristi se i za ekstrakciju masti, ulja i voskova iz prirodnih i sintetskih smola. Osim toga koristi se u proizvodnji tiskarskih boja, sintetičke kože, celofana i aluminijskih omotačkih folija.

perkloretilen

Koristi se u kemijskom čišćenju odjeće i u uklanjanju mrlja.

Acetat butila

Koristi se u pročišćavanju penicilina.

Izopropil alkohol

Koristi se kao lokalno dezinficijens i kao otapalo za čišćenje i čišćenje za vjetrobranska stakla automobila.

Kloroform

To je nepolarno otapalo koje se koristi u kemijskim čistačima kao otapalo za masti u kemijskom čišćenju. Koristi se kao otapalo i odmašivač u mnogim industrijskim procesima. U molekularnoj biologiji koristi se u ekstrakciji DNK u staničnim lizatima.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedia. (2019). Otapalo. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
3. Dipolni trenutak. Oporavak od: biorom.uma.es
4. ChemicalSafetyFacts. (2019). Otapala. Oporavilo sa: chemicalsafetyfacts.org
5. Marketizer. (16. svibnja 2011.). Vrste otapala i njihova primjena. Oporavilo od: marketizer.com
6. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrirani pojmovnik organske kemije: otapalo. Oporavak od: chem.ucla.edu