Rozpuszczalniki to substancje chemiczne lub ich mieszaniny, które w określonych warunkach są cieczami i mają zdolność do rozpuszczania innych substancji. Najważniejszymi cechami rozpuszczalnika są: zakres, w którym pozostaje cieczą wyznaczony przez temperatury topnienia i wrzenia, stała dielektryczna (polarność rozpuszczalnika), zdolność do odszczepiania protonów (protyczność, kwasowość) lub ich przyjmowania (zasadowość). Pomijając temperatury topnienia i wrzenia, rozpuszczalniki możemy podzielić według polarności (polarne i niepolarne).Rozpuszczalniki polarne możemy podzielić dalej, według zdolności do oddawania protonu – protyczności (protyczne – aprotyczne). Przykłady ilustrujące ten podział podane są w tabeli 1.
Rozpuszczalniki- rodzaje
Tabela 1: Wybrane rozpuszczalniki i ich właściwości
|
Rodzaj rozpuszczalnika |
Nazwa rozpuszczalnika |
wzór |
Temperatury topnienia/ wrzenia [°C] |
Stała dielektryczna |
Moment dipolowy |
|
Polarne protyczne |
Woda |
\(H_2O\) |
0 / 100 |
80 |
1,85 D |
|
Kwas siarkowy |
\(H_2SO_4\) |
10 /337 |
101 |
2,96 D |
|
|
Metanol |
\(CH_3OH\) |
-98 / 65 |
32,7 |
1,70 D |
|
|
Etanol |
\(C_2H_5OH\) |
-114 / 78 |
24,3 |
1,69 D |
|
|
Polarne aprotyczne |
Dimetylosulfotlenek (DMSO) |
\((CH_3)_2SO\) |
19 / 189 |
48 |
3,96 D |
|
acetonitryl |
\(CH_3CN\) |
-44 / 81 |
37 |
3,92 D |
|
|
aceton |
\((CH_3)_2CO\) |
-93 / 56 |
21 |
2,88 D |
|
|
tetrahydrofuran |
\(C_4H_8O\) |
-108 / 66 |
7,52 |
1,63 D |
|
|
Niepolarne |
Dichlorometan |
\(CH_2Cl_2\) |
-96,7 / 40 |
9,1 |
1,60 D |
|
Chloroform |
\(CHCl_3\) |
-63 / 61 |
4,8 |
1,04 D |
|
|
Toluen |
\(C_6H_5CH_3\) |
-95 / 111 |
2,4 |
0,36 D |
|
|
Benzen |
\(C_6H_6\) |
5 / 80 |
2,3 |
0,0 D |
|
|
n-Heksan |
\(C_6H_{14\) |
-94 / 69 |
2,0 |
0,0 D |
Rozpuszczalniki- zastosowanie
Najczęściej stosowanym rozpuszczalnikiem jest woda, ze względu na jej powszechną dostępność i korzystne własności fizykochemiczne, między innymi dużą pojemność cieplną (woda jest w stanie odebrać lub oddać dużą ilość ciepła nie zmieniając znacznie swojej temperatury) oraz stan ciekły w stosunkowo szerokim zakresie temperatur. W wodzie dobrze rozpuszczają się substancje o charakterze jonowym i polarnym (duża liczba soli), natomiast słabo rozpuszczają się substancje niepolarne, np. związki organiczne takie jak węglowodory i ich pochodne. Niepolarne związki organiczne, ale też nieorganiczne zdecydowanie lepiej niż w wodzie, rozpuszczają się w organicznych rozpuszczalnikach niepolarnych, takich jak heksan czy toluen.
Mieszanie rozpuszczalników
Nie wszystkie rozpuszczalniki rozpuszczają się w sobie nawzajem, tworząc jednorodne mieszaniny. Na ogół – mieszają się ze sobą rozpuszczalniki o podobnym charakterze i budowie chemicznej . Rozpuszczalniki różniące się znacznie budową i polarnością najczęściej nie mieszają się ze sobą. Na przykład: woda miesza się w dowolnym stosunku z metanolem, etanolem, acetonem czy acetonitrylem, ale nie miesza się z dichlorometanem, toluenem czy heksanem.