کاربرد حلالهای شیمیایی

حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و ... انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند.

چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از: دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF، تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF، دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSOالکلها دسته ي بسيار مهمي از حلال هاي صنعتي را تشکيل مي دهند.

ميان ذرات حلال در الکلها، پيوند هاي هيدروزني مي باشد، اما يک سر الکلها، سر آلي و غيرقطبي آنها مي باشد درنتيجه اين حلالها مي توانند هم مواد غيرقطبي را با سر غيرقطبي در خود حل کنند و هم مواد يکه مي توانند با آن پيوند هيدروزني برقرار نمايند، مانند آب.

برخی از حلال ها مانند کربن تتراکلرید CCl۴ کلروفرم CHCl۳ به شدت سمی می باشد. همچنین کار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های کوچک خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دلیل سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان آور است.

یکی از مهارتهای کار با حلال ها این است که حلال های بی خطرتر پیدا کنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی کنیم که استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف نماییم.

بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند.

حلالهای آلی

برای حلالها فاکتر ثابت دی الکتریک بسیار مهم است. توانایی یک مایع در حل کردن مواد جامد یونی شدیداً به ثابت دی الکتریک آن مایع بستگی دارد . هر چه این مقدار بیشتر باشد به معنی این است که حلال توانایی بیشتری در جداسازی یونهای ماده ی جامد یونی حل شدنی را دارد و هر چه کمتر باشد به معنی این است که حلال یک حلال ناقطبی بوده و توانایی کمی برای انحلال مواد یونی را داراست.

بنا بر قانون کلی انحلال که مشابه در مشابه حل می شود، اطلاع از ثابت دی الکتریک بسیار مهم است که برای حل کردن مواد ناقطبی به دنبال حلالی ناقطبی با ثابت دی الکتریک اندک بگردیم و برای مواد قطبی و یونی به دنبال حلالی قطبی با ثابت دی الکتریک بالا بگردیم.

هیدروژن و کربن عناصر اصلی این حلال‌ها می‌باشند و آنها را حلال‌های آلی نیز می‌توان نامید. حلال‌های هیدروکربنی ۱۰ نوع هستند:الکل‌ها، استن یا دی متیل کتون ، اتر، تولوئن ، کلروفرم ، تربانتین ،استرها ، تتراکلرورکربن ،گزیلن و بنزن ،

حلال های ترپتنی

از قدیمی‌ترین گونه حلال‌ها می‌باشد که از درختان کاج و صنوبر به دست می آیدو در گذشته مصرف بسیار زیادی در ساخت رنگ‌های ساختمانی، ورنی‌ها و رنگ‌های هنری داشته‌اند.

اما امروزه به علت گران قیمت بودن روش تهیه، حلالیت کم، کندی سرعت تبخیر و بوی تند، آن‌ها با حلال‌های هیدروکربنی که از مواد نفتی به دست می‌آیند و ارزان قمت تر هستند جایگزین شده‌اند.

علاوه ب صنایع رنگ سازی در هنر عکاسی نیز مورد استفاده فرار می گیرندو مشتمل بر تربانتین، دی پنتن، روغن کاج و صنوبرهستند.

اتانول

بیشترین کاربرد در آزمایش‌های علمی را دارد. اما به علت قابلیت حل شدن در آب و اتر در رزین‌های طبیعی مانند شلاک، پلی وینیل استات PVA، پلی وینیل بوتیرال، استرهای رزینی، رزین‌های کیتونی و غیره به کار برده می‌شود. از اتانول به عنوان حلال، میکوب کش،ضد یخ،سوخت، مادهٔ کسل کننده در صنایع پتروشیمی،داروسازی و غیره استفاده می‌شود.

آب

مولکول آب(HOH) هم اتم هیدروژن و هم عامل OH- دارد. بنابراین هم باز و هم اسید و از این رو از لحاظ شیمیایی ختثی است. آب خالص یا آب مقطر اسیدها، قلیاها، نمک‌های فلزی، صمغ‌های گیاهی، چسب‌های قوی (مانند: سریشم، چسب کازیین، چسب نشاسته، چسب اوره فرمالیدیید و ملامین فرمالیدیید)، سریش، رنگ پلاستیک و الکل‌ها را در خود حل می‌کند.

کلروفرم

کلروفرم یکی از بهترین حلال‌های آلکالوئیدها در فرم پایه آنهاست. بنابراین، از این ماده جهت استخراج آلکالوئیدها از مواد گیاهی در صنایع داروسازی استفاده می‌شود. نمونه‌هایی از آن، استخراج مرفین از گیاه خشخاش و اسکوپولامین scopolamine از داتورا یا تاتوره Datura می‌باشد. همچنین از کلروفرم با توجه به ویژگی حلال بودن آن در استخراج آنتی بیوتیک‌ها، ویتامین‌ها، و طعم دهنده‌ها استفاده می‌شود.

از آن به عنوان یک معرف یا شناساگر آزمایشگاهی جهت تشخیص آمین‌های اولیه، برمیدها bromides و یدیدها iodides استفاده می‌شود.در شیمی تجزیه جهت جداسازی چنین ترکیباتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.جهت نگهداری از بافت‌های آلی در آزمایشگاه، مانند نمونه‌های تشریحی به دلیل آنکه مانع متلاشی شدن یا تجزیه‌ی آنها می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثالی در این مورد می‌تواند، مرگ آسان و بدون درد و حفظ نمونه حشرات آزمایشگاهی بدون آسیب به آنها باشد.

استون(پروپانون)

استون بعنوان حلال بسیاری از ترکیبات آلی استفاده می‌شود. در تولید پلاستیک ، الیاف مصنوعی ، دارو و سایر ترکیبات شیمیایی کاربرد دارد. همچنین در تولید صنعتی رنگهای ایندیگو هم مصرف می‌شود.

فسفریک اسید

تولید کودهای فسفات مانند مونو آمونیوم فسفات ، دی آمونیوم فسفات ، سوپر فسفات تریپل ، فسفات منیزیم و ...تولید فسفات های به کار رفته در مواد شوینده مانند تری سدیم فسفات و سدیم تری پلی فسفات.

تولید پاک کننده های فسفاته صنعتی : در تولید پاک کننده ها اسید فسفریک برای نرم کردن آب بکار می رود.تولید مواد تصفیه کننده و منعقد کننده در صنعت آب و فاضلاب.

به صورت گرید خوراکی ، مصرف در صنایع غذایی : از اسید فسفریک در تولید غذاهای اسیدی و نوشابه های گازدار مانند انواع کولاها استفاده می شود.

اتیلن گلایکول

مونو اتیلن گلایکول در صنعت پلاستیک ،در تهیه رزین ها و فیبرهای پلیمری ،در تولید الیاف پلی استر، بطری‌های نوشیدنی و فیلم‌های بسته‌بندی و در تولید جهانی این محصول به تولید ماده اولیه پلی‌استر پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)

هیدروفلوئوریک اسید

برای حکاکی روی شیشه در لامپ و محصولات دیگری به کار می رود. سنتز آمونیوم بی فلوراید از واکنش آمونیاک و هیدروژن فلوئورید.در ساخت و تولید کریستال های تزیینی و مات کاری شیشه آلات در صنایع فولاد ، سرامیک ، ریخته گری ، تهیه فر و آلیاژها و ... به کار می رود.در تولید اورانیوم و بیش از صد نوع ماده شیمیایی فلوئور دار بکار می رود.

زایلن

زایلن یکی از حلال های مهمی است که اجزای اصلی نفت خام می¬باشد. زایلن در صنعت تولید چسب برای کاهش ویسکوزیته و تولید این پلیمر مورد نیاز است. در صنعت تولید پوشش های ضد آب و لوله های خط انتقال زایلن به میزان زیاد مورد استفاده قرار می¬گیرد.

شستشو ی تجهیزات حمل و نقل شامل تمیز کردن داخل کامیون ها، ریل های راه آهن، ظروف چند وجهی مخازن هواپیما، ظرف رنگ های قدیمی، همه و همه کاربردهای زایلن همانند اتیلن گلایکول و تولوئن می-باشد. زایلن ماده خام تولید اتیل بنزن نیز می¬باشد.

دی متیل سولفوکسید

DMSO یک ترکیب گوگردی بوده که مسکن طبیعی و ضد التهاب می باشد. این دارو برای درمان عفونت مثانه مورد استفاده قرار می گیرد.دی متیل سولفوکساید در درمان آمیلوئیدوزیس و سندرم کف دست و پا کاربرد دارد.

دی متیل فرمامید

اصلی ترین کاربرد DMF ، استفاده از آن به عنوان حلال با میزان تبخیر پایین در صنایع مختلف می باشد. به طور مثال در تولید الیاف آکریلیک و پلاستیک می توان از آن استفاده نمود. از دیگر کاربردهای آن می توان به صنایع تولیدچسب، چرم مصنوعی، الیاف، فیلم و پوشش های سطحی اشاره کرد. هم چنین از آن می توان به عنوان یک کاتالیست مناسب در تولید آسیل هالیدها به ویژه در سنتز کلرید آسیل از اسید کربوکسیلیک با استفاده از اگزالیل و یا کلرید تیونیل استفاده نمود.

اتیل استات

استفاده های اصلی از اتیل استات در ساخت نیتروسلولز و استات سلولز، لاک و به عنوان یک جزء حلال در چسب و در ترکیبات گسترش پوشش برای چرم مصنوعی می باشد. اتیل استات همچنین در برخی لاک پاک کن ها، دراستخراج کافئین از قهوه و چای، درصنایع غذایی (شیرینی ها) بعنوان اسانس، و در عطرسازی بعنوان حلال (اتیل استات بسرعت ازروی پوست تبخیر شده و تنها ماده عطر بر روی پوست باقی می ماند همچنین پوست واکنش آلرژیک نسبت به آن نشان نمی دهد) کاربرد دارد.

پنتان

پنتان یكی از فرار ترین هیدروكربن هایی است كه در دمای اتاق مایع است. از پنتان اغلب به عنوان حلالی كه به سهولت تبخیر می شود استفاده می شود. از آنجایی كه پنتان غیر قطبی است تنها مواد غیر قطبی در آن حل می شوند. همچنین پنتان یكی از اجزای سوخت های معمول است. از پنتان به عنوان عامل كف زا در تولید پلی استایرن فوم استفاده می شود. از پنتان در واحد های نیروی ژئوترمال استفاده میشود.

متانول

متانول به عنوان حلال، ضدیخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده می‌ شود. هم چنین متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی استفاده می ‌شود. متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الکل می‌نامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و می‌تواند جایگزین مشتقات نفت خام شود.

پروپانول

به عنوان حلال در صنعت داروسازی ،برای رزین و استرهای سلولز ودر فرآیند تخمیر.در صنعت چاپ به این خاطر که دمای آب را در دستگاه های چاپ پایین می آورد و قابلیت تبخیر آن بسیار پایین است.به عنوان ضد عفونی کننده جهت تمیز کردن پوست قبل از جراحی.به عنوان ماده اولیه در شیشه شورها و ضد عفونی کننده ها.و به عنوان ماده اولیه در مواد آرایشی مانند اسپری های مو ، لاک ناخن.به عنوان حلال در برخی واکنش های شیمیایی و آزمایشات بیولوژیکی.

بوتانول

از نرمال بوتانول برای تولید بوتیل استات، بوتیل اکریلیت، دی بوتیل فتالات و بوتیل اترها و ... کاربرد دارد.از نرمال بوتانول برای تولید پلیمرها، مواد دارویی، استرهای علف‌کش، پیروکسیلین و ... وبه عنوان افزودنی در عطرسازی و حال در استخراج روغن‌های خاص کاربرد دارد.

هپتان

هپتان و ایزومرهای آن را به طور گسترده در آزمایشگاه ها برای حلال استفاده می کنند. در تست نقطه روغنی شدن (great spot test) هپتان را برای انحلال لکه روغنی نمونه برای نشان دادن مقدار ترکیبات آلی موجود در آن بکار می برند. استخراج از درون هپتان به معنی شناسایی محلول های برومین از آیودین است. هپتان را به صورت تجاری برای چسب لاستیک و سوخت کوره می فروشند.

اکتانول

با تبدیل اوکتانول به فرم استر از این ماده به عنوان عطر استفاده می شود. ضریب پراکندگی مولکولی اوکتانول/آب، که در شیمی محیط زیست و داروسازی به منظور برآورد رفتار یک ماده مورد استفاده قرار میگیرد, نمایانگر آن است که اوکتانول ماده ای طبیعی است.

تترا هیدرو فوران (THF)

استفاده اولیه این پلیمر به منظور ساخت فیبرهای پلی اورتان کش سان مثل اسپاندکس (spandex) است. به عنوان حلال کاربرد اصلی آن استفاده به عنوان حلال صنعتی برای PVC و در جلا دهنده ها است . یک حلال آپروتیک با ثابت دی الکتریک 7.6 که یک حلال قطبی است و میتواند شما زیادی از ترکیبات قطبی و غیر قطبی را در خودش حل کند ؛ با آب قابل امتزاج بوده و میتواند ساختارهای کلاترات هیدرات(clathrate hydrate) را در دمای پایین با آب تشکیل دهد .

سولفولان

برای استخراج ترکیبات آروماتیک از سولفولان استفاده می شود.

تولوئن

تولوئن (متیل‌بنزن یا فنیل‌متان)، مایعی صاف و نامحلول در آب با بویی شبیه بوی تینرهای رنگ معمولی است. تولوئن از گروه ترکیبات آروماتیک است و به عنوان یک مادهٔ اولیه و همچنین حلال شیمیایی کاربرد دارد. کاربردهای دیگر آن عبارتست از حلال رنگ، تینر رنگ، درزگیر سیلیکونی، واکنش‌گر شیمیایی، پلاستیک، جوهر چاپ، چسب، لاک و ضدعفونی کننده و گندزدا. همچنین می‌توان از آن برای ساخت فوم و TNT استفاده نمود.