OPLOSMIDDEL: CONCEPT, SOORTEN EN VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026

Het oplosmiddel is de component van een oplossing of oplossing die in de hoogste verhouding wordt aangetroffen. Het lost de opgeloste stof op, de andere ondergeschikte component van de oplossing, die niets meer is dan een homogeen mengsel dat geen discontinuïteit vertoont.

Het oplosmiddel is meestal een vloeistof, voornamelijk water, en wordt beschouwd als het universele oplosmiddel. Naast water bestaat een oplossing meestal uit een vaste opgeloste stof die er volledig in oplost. Maar het oplosmiddel kan een vaste stof zijn en de opgeloste stof een vloeistof. Dit voorbeeld zou het geval kunnen zijn van amalgaam, gevormd door kwik en een metaal.

Deze glazen beker bevat vloeibaar water, het universele oplosmiddel. Bron: Pixabay.

Aan de andere kant is lucht een oplossing die wordt gevormd door stikstof, dat als het oplosmiddel wordt beschouwd omdat het in een hogere verhouding is; en een groep gassen zoals zuurstof, kooldioxide, waterdamp, enz., die als opgeloste stoffen werken.

In oplossing zijn de oplosmiddelmoleculen gerangschikt rond de opgeloste moleculen in een fenomeen dat bekend staat als solvatatie; juister genoemd hydratatie, in het geval van water als oplosmiddel. Het solvatatieproces is in wezen exotherm.

Soorten oplosmiddelen

Oplosmiddelen worden geclassificeerd als polair en niet-polair.

- Polar

Ze zijn opgebouwd uit moleculen met een inhomogene elektrische lading; dat wil zeggen, polaire moleculen. Polaire oplosmiddelen hebben meestal een hoge diëlektrische constante.

De diëlektrische constante van een oplosmiddel is een dimensieloze constante die op een bepaalde manier het vermogen van een oplosmiddel meet om elektrische ladingen gescheiden te houden in een oplossing.

Als natriumchloride wordt opgelost in water, heeft het kation (Na ⁺ ) de neiging zich te associëren met het anion (Cl ^- ), waardoor een neerslag van natriumchloride wordt gevormd. Water voorkomt, vanwege zijn hoge diëlektrische constante, deze hereniging.

Polaire oplosmiddelen hebben een diëlektrische constante groter dan 15, waarbij water de hoogste is (80). Deze oplosmiddelen hebben in het algemeen het vermogen om waterstofbruggen te vormen met opgeloste stoffen, naast interactie met hen door middel van dipool-dipoolkrachten.

Daarom zijn de interacties tussen polaire oplosmiddelen en polaire opgeloste stoffen erg sterk. Bovendien hebben polaire oplosmiddelmoleculen grote dipoolmomenten en kunnen ze de solvatatie van elektrisch geladen moleculen veroorzaken door interacties tussen ladingen van tegengesteld teken.

Protische oplosmiddelen

Protische oplosmiddelen bevatten OH- en NH-groepen, zoals water (HOH) en ethanol (CH ₃ CH ₂ OH). Deze groepen maken de vorming van waterstofbruggen mogelijk, waardoor deze oplosmiddelen vele opgeloste stoffen kunnen oplossen.

Protische oplosmiddelen hebben normaal gesproken diëlektrische constanten groter dan 15; hoewel azijnzuur, een protisch oplosmiddel, een diëlektrische constante heeft van 6,2. Water heeft een hoge waarde, zowel voor de diëlektrische constante (80) als voor het dipoolmoment (1,85).

De dichtheid van water (1,00 g / cm ³ ) is één van de hoogste van de protische oplosmiddelen. Echter, mierezuur heeft een dichtheid van 1,21 g / cm ³ , en azijn- zuur een dichtheid waarde van 1,049 g / cm ³ .

Protische oplosmiddelen bevorderen nucleofiele substitutiereacties (SN1).

Aprotische oplosmiddelen

Deze oplosmiddelen hebben geen OH- en NH-groepen die de vorming van waterstofbruggen mogelijk maken; dat is het geval met aceton (CH ₃ C = OCH ₃ ). Daarom heeft dit type oplosmiddel een lager oplossend vermogen van de componenten van de zouten dan de protische oplosmiddelen.

De meeste aprotische oplosmiddelen hebben diëlektrische constante waarden groter dan 15, met als uitzondering tetrahydrofuran (7,5) en ethylacetaat (6,02).

Er zijn verschillende aprotische oplosmiddelen die hogere dipoolmomenten hebben dan water. Onder hen: aceton (2,88), dimethylformamide (3,82), dimethylsulfoxide (3,96), nitromethaan (3,56) en propyleencarbonaat (4,9).

Er zijn aprotische oplosmiddelen met een dichtheid groter dan die van water: dimethylsulfoxide (1,092 g / cm ³ ), nitromethaan (1,137 g / cm ³ ) en propyleencarbonaat (1,205 g / cm ³ ).

De aprotische oplosmiddelen bevorderen nucleofiele substitutiereacties (SN2).

- Niet-polair

Ze worden gekenmerkt door een diëlektrische constante van minder dan 15, een zeer laag dipoolmoment en de interacties met opgeloste moleculen zijn zwak (van het type London of Dispersion Forces).

Niet-polaire of apolaire oplosmiddelen zijn niet mengbaar met polaire oplosmiddelen. Bovendien lossen ze zouten niet efficiënt op, omdat ze de solvatatie van hun ionische componenten niet kunnen produceren; in tegenstelling tot water (H ₃ O ⁺ en OH ^- ) kunnen er ook geen ionen uit worden afgeleid .

Een deel van de niet-polaire oplosmiddelen heeft dipoolmomenten gelijk aan nul, waaronder pentaan, hexaan, cyclohexaan en benzeen. Ondertussen wordt de maximale waarde voor het dipoolmoment weergegeven door dichloormethaan (1,60), vanwege de aanwezigheid van chloor.

Niet-polaire oplosmiddelen zijn geschikt voor het oplossen van niet-polaire opgeloste stoffen, evenals de meeste vetten en oliën.

Voorbeelden van oplosmiddelen

Tolueen

Het is een aromatisch oplosmiddel (synoniem met methylbenzeen) dat wordt gebruikt om het octaangetal van benzine te verhogen. Het wordt gebruikt bij de verwerking van verven, harsen, coatings, rubbers, wasmiddelen, medicijnen, parfums en sacharine.

Xyleen

Het is een synoniem voor dimethylbenzeen, dat wordt gebruikt als oplosmiddel voor harsen, lakken, rubber, inkten, email en als vliegtuigbrandstof. Het is ook een ontvettingsmiddel dat wordt gebruikt bij de productie van epoxyharsen en bij de bereiding van parfums, insecticiden en insectenwerende middelen.

Ethylacetaat

Het wordt gebruikt in medicijnlaboratoria voor de extractie van antibiotica. Ondertussen wordt het in de verfindustrie gebruikt om kunstharsen op te lossen die worden gebruikt bij de bereiding van verven. Het wordt ook gebruikt in geur-, kleur- en smaakstoffen.

Aceton

Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van celluloseacetaat, verven, lakken, kleefstoffen en kleurstoffen uit de difenylamine-serie. Het wordt gebruikt bij de extractie van vetten en oliën, maar ook bij de zuivering ervan. In huis wordt het gebruikt om nagellak en verf te verwijderen.

Ethyleenmethylketon

Het wordt gebruikt bij de productie van oplosmiddelen voor coatings, kleefstoffen en magneetbanden. Het wordt ook gebruikt bij de extractie van vetten, oliën en wassen uit natuurlijke en synthetische harsen. Daarnaast wordt het gebruikt bij de productie van drukinkten, kunstleer, cellofaan en aluminium wikkelfolies.

Perchloorethyleen

Het wordt gebruikt bij het chemisch reinigen van kleding en bij het verwijderen van vlekken.

Acetaat van butilo

Het wordt gebruikt bij de zuivering van penicilline.

Isopropylalcohol

Het wordt gebruikt als een actueel desinfectiemiddel en als een ijs- en reinigingsoplosmiddel voor autoruiten.

Chloroform

Het is een niet-polair oplosmiddel dat in stomerijen wordt gebruikt als oplosmiddel voor vetten bij chemisch reinigen. Het wordt in veel industriële processen gebruikt als oplosmiddel en ontvetter. In de moleculaire biologie wordt het gebruikt bij de extractie van DNA in cellysaten.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Wikipedia. (2019). Oplosmiddel. Hersteld van: en.wikipedia.org
3. Dipool moment. Hersteld van: biorom.uma.es
4. Chemische Veiligheid Feiten. (2019). Oplosmiddelen. Hersteld van: chemicaliënafetyfacts.org
5. Marketizer. (16 mei 2011). Soorten oplosmiddelen en hun toepassingen. Hersteld van: marketizer.com
6. Steven A. Hardinger. (2017). Geïllustreerde verklarende woordenlijst van organische chemie: oplosmiddel. Hersteld van: chem.ucla.edu