• info@tehranacid.com

به کیمیا تهران اسید خوش آمدید !

halalb.gif

1

گالری  کیمیا تهران اسید
گالری  کیمیا تهران اسید
گالری کیمیا تهران اسید
گالری کیمیا تهران اسید

حلال چیست ؟

کلیاتی در مورد حلال ها :


تعریف حلال :

حلال ها به مایعاتی گفته می شود که توانایی حل مایعات دیگر، گازها و جامدات را دارند، بدون این که تغییر شیمیایی بوجود آورند، یا تغییری در ماهیت ماده حل شده بدهند.

حلال های صنعتی به آن گروه از حلال ها اطلاق می شود که به میزان صنعتی برای حل کردن، معلق ساختن یا تغییر خواص فیزیکی مواد دیگر مصرف می شوند.

اجزای یک محلول را نمیتوان به طور مکانیکی یعنی با صاف کردن، سرریز یا نیروی گریز از مرکز، از هم جدا کرد. فقط آنها را می توان به طریق فیزیکی مانند : حرارت دادن، تقطیر، تصعید، تبلور یا تبخیر، استخراج انتخابی یا جذب روی کربن یا سیلیکن دی اکسید و یا توسط رسوب دهنده ها ( غیر حلال ها) از هم جدا کرد.


وظایف و کاربردهای حلال ها :

حلال ها برای تولید محصولات تمام شده (نهائی)، تهیه مواد معلق یا حل شده، برای صنایع جوهرسازی یا پوشش ها، برای صنایع فرآیندی ( حلال های واکنش ها)، برای شستشو و لکه گیری (خشکشویی)، برای تعمیر و نگهداری و چربیگیری (حلال های شستشو)، به کار می روند.

اگر چه هر مایع آلی می تواند به عنوان یک حلال به میزان صنعتی عمل کند، اما ملاحظات عملی، مصرف بعضی از این مایعات را به عنوان حلال صنعتی محدود می کنند.

از مایعات آلی که به عنوان حلال مصرف عمده دارند، می توان از هیدروکربن ها، الکل ها، کتون ها، آمین ها، استرها، گلیکول ها، گلیکول اترها، هالیدهای الکیل یا آروماتیک ( با دامنه جوش 75 تا 220 درجه سانتی گراد) نام برد. حلال ها را می توان به منظورهای متفاوت بسیاری بکار برد و در نتیجه میدان کاربرد وسیعی دارند. مثلا وقتی که به منظور خالص کردن مواد بکار می روند، یکی از وظایف اولیه خود را عملی می کنند. روی همین اصل تعداد زیادی از آنها برای نوتبلوری محصولات خام در فرآیندهای استخراجی بکار می روند. مثلا برای استخراج مواد نفتی، روغن ها، عطرها، رزین ها و اجزای تشکیل دهنده داروها. حلال باید هم قدرت حل زیاد و هم انتخاب ترجیحی خوب داشته باشد. برای مثال در استخراج روغن های گیاهی باید مواد تلخ، مواد چسبناک گیاهی، مواد رنگی و رزین های موجود، استخراج نشدنی باقی بمانند. با انتخاب شرایط مناسب برای فرآیند استخراج معمولا می توان به این منظور نائل شد. حلال هایی که برای استخراج مصرف می شوند، نه تنها باید نقطه جوش نسبتا پایینی داشته باشند ( از نظر اقتصادی و جلوگیری از خسارت)، بلکه گرمای نهان تبخیر آنها باید پایین و به دلایل ایمنی خطر آتش گیری آنها نیز کم باشد. علاوه بر این، حلال باید فاقد بوی زننده بوده و سمی نباشد.

به علت ویژگی قدرت انتخابی حلال، از آن در صنعت نفت برای جدا کردن گروه های متعدد مواد از جمله آسفالت، رزین های نفتی، فنل ها، هیدروکربن های آروماتیک و پارافین های خام، از مواد خام و مشتقات آن (باقی مانده های تقطیر، روان کننده ها و غیره) استفاده فراوانی می شود.

بعضی از حلال ها به عنوان مواد کمکی در صنایع لاستیک، رزین ها و چسب ها، چرم مصنوعی، ریون و نیز واکس کفش و کف پوش ها مصرف می شوند. در صنعت فلز کاری از حلال ها به عنوان مواد چربیگیر و تمیزکننده ها استفاده می شود.

حلال ها به عنوان در بردارنده پاششی در حشره کش ها و کشنده های علف هرز، توزیعی یکنواخت بوجود می آورند و حداکثر کیفیت را در مصرف بدست می دهند.

مقادیر زیادی از حلال هایی که در تولید لاک ها مصرف می شوند، باید دارای قدرت حل خوب رنگ مایه ها و مواد افزودنی باشند. سرعت تبخیر آنها باید با مصرف و با روش خشک کردن آنها متناسب باشد و علاوه بر این باید به آسانی قادر به تنظیم ویسکوزیته محلول لاک (رنگ) مورد مصرف باشند. حلال های مورد مصرف در رنگبرها لایه رنگی را که باید برداشته شود متورم می کنند.

صنعت خشکشویی، خواسته های متعددی از یک حلال دارد. حلال باید آلودگی را حل کند و لکه ها را به آسانی بدون حمله به الیاف یا تغییر رنگ پارچه برطرف نماید. به علاوه حلال باید در صورت ممکن غیر قابل امتزاج، بی بو و غیرقابل اشتعال باشد، غیر سمی و از نظر شیمیایی خنثی باشد. نقطه جوش پایین و گرمای نهان پایین آن جبران گرانی آنرا بنماید.

گاه به ندرت قدرت بالای حلال مهم نیست و کارایی ندارد، مثلا وقتی که حلال به عنوان ضد یخ ( اتیلن گلیکول)، مایع خاموش کننده آتش، مایع هیدرولیک ترمز یا به عنوان یک عامل مرطوب کننده برای مرکب های چاپ در صنعت بکار می رود.


دسته بندی حلالها :

حلال ها را معمولا از جبنه های مختلف طبقه بندی می کنند :

1. از روی خواص فیزیکی و عوامل ویژه آنها.

2. از روی عضویت آنها در گروه های ساختاری شیمیایی.

3. از دیدگاه های دیگر مثل ایمنی، اقتصاد، مسمومیت صنعتی و غیره.


• دسته بندی حلال ها بنا به خواص فیزیکی و عوامل ویژه :

جرم حجمی و ضریب شکست نوری :

جرم حجمی یک ماده عبارت تست از جرم واحد حجم.

که در دستگاه CGS به صورت زیر است :

جرم حجمی = جرم (گرم) / حجم (سانتی متر مکعب)

جرم حجمی، یک ویژگی فیزیک یاست که هم در تجزیه ماده و هم در محاسبه خواص فیزیکی دیگر، به عنوان عامل، بکار می رود. علاوه بر جرم حجمی، وزن مخصوص (چگالی نسبی) یک ماده نیز اغلب بکار گرفته شده است. وزن مخصوص (چگالی نسبی) یک مایع حاصل تقسیم وزن حجم معینی ا این مایع به وزن همان حجم از مایع استاندارداست(معمولا آب). در این مورد آب در دمای 4 درجه سانتی گرا دیه عنوان مایع استاندارد مصرف می شود.ارزش عددی وزن مخصوص (چگالی نسبی) با جرم حجمی تقریبا یکی است. در نتیجه، وزن مخصوص یک عدد بی بعد است و با علامت dt/t2 نشان داده می شود. که در آن t1 دمای مایع استاندارد مورد مقایسه است. چون آب به عنوان یک مایع استاندارد در دمای 98/3 درجه سانتی گراد با حداکثر چگالی (0/999973 g/cm3)1/000 Kg/m3) است، برای تمام مقاصد عملی وقتی که آب در 98/3 درجه سانتی گراد به عنوان یک مایع استاندارد در نظر گرفته می شود، وزن مخصوص (چگالی نسبی) یک مایع می تواند معادل جرم حجمی مایع باشد. از روی همین ملاحظات علامت معمول قبلی برای چگالی نیز بدست می آید : tc/4c جرم حجمی

وزن مخصوص (چگالی حجمی) گاهی اوقات بر پایه آب در 4 درجه سانتی گراد نیست. بلکه بر پایه آب در 25 درجه سانتی گراد است، برای مثال : 25c/25c جرم حجمی.

از اینجا می توان جرم حجمی را با استفاده از رابطه زیر محاسبه کرد :

جرم حجمی یک ماده در 25c/4c = وزن مخصوص ماده d در 25c/25c * جرم حجمی آب در 25c/4c

برعکس، جرم حجمی d t1/t2 یک ماده را می توان از روی چگالی t1/tc این ماده و چگالی t1/4c آب از فرمول زیر محاسبه کرد.

جرم حجمی (چگالی نسبی) یک ماده

Dt1/t2 = t1/4c / t2/4c

بررسی وسیعی درباره وابستگی به دما، چگالی ها و وزن های مخصوص ( چگالی نسبی) همراه با ضریب انبساط حرارتی به عمل آمده است.

چگالی اغلب حلال ها و محلول ها، با افزایش دما کاهش می یابد و با کم شدن دما، افزایش نشان می دهد. این ارتباط به ویژه وقتی بسیار مهم است که می خواهند وزن مقدار معینی از یک حلال در یک ظرف با حجم معین یا قابل اندازه گیری را با ضرب حجم در چگالی محاسبه کنند. ضریب شکست n بیانگر نسبت سرعت نور در خلاء و در یک ماده است. در عمل معمولا، خارج قسمت های سرعت نور در هوا و در یک ماده با هوا (در تعادل ترمودینامیکی) شده داده می شود. ضریب شکست n هم به دما و هم به طول موج نور بکار گرفته شده بستگی دارد. معمولا خطوط d1,d2 سدیم به عنوان تابش بکار گرفته می شوند 6/5892 انگسترم 10-8cm و به صورت D مطرح می شود. تغییرات جزئی فشار عادی جو، موقع بکارگیری دستگاه های اندازه گیری معمول، تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی ضریب شکست ندارد. در اینجا شرح جزئیات بیشتری در مورد وابستگی ضریب شکست به دما و غیره ضروری نیست.

مقادیر چگالی و ضریب شکست را به آسانی می توان تعیین کرده و با بکارگیری آنها خیلی سریع می توان درجه خلوص یک حلال را مورد بررسی قرار داد. باید به خاطر سپرد که مقدار چگالی و ضریب شکست محصولات صنعتی مورد آزمایش با مقادیر حاصل از آزمون ماده خالص متفاوت است. صورت هایی از این مقادیر، برای حلال های ویژه را در بخش های بعد مشاهده خواهیم کرد.

وابستگی چگالی و ضریب شکست به دما را می توان در مسائل تجزیه ای نیز در نظر گرفت.برای بسیاری محصولات مجرد، توازن مساعد بین وزن و حجم لازم است. این توازن توسط دانسیته بیان می شود. در این ارتباط باید یادآوری کنیم که دانسیته و ضریب شکست یک مخلوط یا محلول را نمیتوان به آسانی از روی دانسیته های اجزاء و با استفاده از قانون مخلوط ها، محاسبه کرد. توصیه می شود که دانسیته مخلوط مستقیما در هر موردی اندازه گیری شود.


• رنگ (فام)

منظور از این بخش توجه به رنگ حلال ها از جنبه جذب نور مرئی است. حوزه وسیع طیف سنجی به ویژه طیف سنجی در ناحیه های اشعه x، ماوراء بنفش، مادون قرمز و رامان ، همچنین طیف سنجی جرم nmr و esr مورد نظر نیست.

معمولا نظر بر این است که حلال ها در دامنه نور مرئی بی رنگ است و بی رنگ باقی می مانند. وجود هر نوع رنگ، به خصوص زرد روشن تا قهوه ای ممکن است یا در اثر ناخالصی های رنگی باشد یا در اثر ساختمان شیمیایی یک حلال. اگر نیاز به کاربرد حلال های رنگی باشد توصیه می شود، که رنگ چنین حلال هایی با درجات رنگی مناسب ، مقایسه و امتحان گردد. چنین مقیاسهایی را می توان به آسانی با حل کردن پتاسیم دی کرومات در آب، فریک کلرید در هیدروکلرید اسید رقیق یا ید در محلول پتاسیم یدید تهیه کرد. به علت ناپایداری این مقیاس ها اخیرا اندیس رنگ هازن ( استاندارد pt-co) معرفی شده است.


• نقطه جوش و دامنه جوش :

دمای جوش یک ماده بنا به تعریف، دمایی است که در آن فشار بخار ماده با فشار محیط اطراف آن مساوی باشد. از نظر تئوری، دمای جوش معمولا با این حقیقت مشخص می شود که حباب های بخار به طور مداوم، در داخل فاز مایع ماده توسعه یابند، اکثر دماهای جوش در فشار معمولی 760 میلیمتر جیوه، معادل 1013 mbar، اندازه گیری می شوند. اندازه گیری های انجام شده در فشارهای دیگر با ذکر فشار آزمایش بیان می شوند.

هر ترکیب آلی مایع یک دمای جوش مشخص دارد که وابسته به فشار محیط است.

این ویژگی مهمترین مشخصه در هنگام تجزیه و تعیین ماهیت ترکیب است.

برای هر حلال صنعتی یک دامنه جوش معین شده است. با استفاده از این دامنه می توان خلوص محصول را برآورد کرد. رفتار جوش اغلب به صورت منحنی جوش حاصل از رسم مقادیر فرآورده تقطیر در برابر نقاط جوش مشاهده شده، نشان داده می شود. مسیر منحنی جوش تا حدی بستگی به نوع دستگاه تقطیر دارد.

فراریت حلال ها در دمای اتاق، یعنی سرعت تبخیری که در عمل مهم است، مطلقا با دمای جوش متناسب نیست.


قابلیت حل و ساختمان مولکولی :

ماهیت فیزیکی فرآیند انحلال :

دو دسته بندی در مورد مخلوط های یک ماده گازی، مایع یا جامد با یک مایع وجود دارد، ماده می تواند به طور همگن حل شود و به صورت مولکولی در مایع توزیع شود، یا به طور کامل به صورت یک فاز دوم بدون تغییر باقی بماند. در مورد اول ، مایع یک حلال است و در مورد دوم یک غیر حلال . بین این دو حد یک درجه بندی کامل از رفتار حلالی یک ماده وجود دارد که می توان به طور کیفی توسط صفاتی همچون خیلی ضعیف، کم، متوسط، خوب، خیلی خوب و عبارات مشابه و بطور کمی توسط مقادیر عددی به ترتیب بیان می شوند، اما معمولا آنها در ارتباط با محلول تمام شده بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب بیان می گردند. ضمنا معمول اینست که در چنین شرح و توصیف هایی از قابلیت حل، فرض شود که تمام اجزا مخلوط در محلول بدون تغییر شیمیایی باقی می مانند.

در هر صورت، بعضی مواقع که از یک فرآیند تحلیلی صحبت می شود موردی که یک جزء یا جزء دیگر تغییر شیمیایی می کند، برای مثال ، ناپدید شدن سدیم فلزی در متانول یا استیک انیدرید در آب که بعضی مواقع ناپدید شدن ظاهری این ترکیبات در حلال های مربوطه را انحلال می نامند. چنین بیانی صحیح نیست و باید شدیدا از آن اجتناب کرد. این سدیم فلزی نیست که در متانول حل می شود، بلکه سدیم متیلات است که بدوا از ترکیب سدیم و متانول بدست می آید و بعد حل می گردد. در مجموعه انیدرید استیک و آب فقط تحلیل انجام می شود زیرا اول اسید استیک در اثر هیدرولیز (آبکافت) دو ماده تولید می شود و محصول این واکنش است که در آب مازاد حل شده و تشکیل یک مخلوط تک فاز را می دهد. برای اطمینان از توصیف روشن بین یک فرآیند انحلال فیزیکی و یک فرآیند انحلال شیمیایی، اصطلاح انحلال فقط وقتی برای فرآیندی بکار می رود که اجزاء شروع کننده مجرد محلول را بتوان تنها با روش های فیزیکی به صورت نوع اصلی آنها جدا نمود (مثلا با تقطیر، جذب، استخراج، رسوب) . ممکن است در اینجا این سوال مطرح گردد که مولکول های بسیاری از مواد در حالت خالص قویا مجتمع هستند ( برای مثال در شبکه کریستالی)، اما در محلول به طور گسترده به صورت واحدهای جدا حضور دارند. بنابراین در فرآیند انحلال ، یک تغییر در ساختمان مولکولی صورت گرفته است. در پاسخ چنین سوالی باید گفت فرآیندهای تجمع و تفکیک حقیقی هستند و نیز ماهیت شیمیایی مولکول ها در هر حالت کاملا یکی است.


مصارف حلال ها :

قبل از وارد شدن به بحث مشروح فرآیندهای فیزیکی که در بخش مولکولی در طی فرِآیند انحلال مطرح می شود، اشاره مختصری به اهمیت قابل توجه حلال ها در کار تحقیق، تجزیه، تکنولوژی و اعمال روزانه با مثال های متعدد خواهیم داشت. صرف نظر از بعضی کمبودها، مثالها به روشنی تنوع زیادی از کاربردهای حلال ها را نشان می دهند. این حقیقت به تنهایی نیاز به بحث مشروح کمی بیشتر از فرآیندهای اساسی و پایه را که در طی فرآیند تحلیل صورت می گیرند، تجویز می کند.


کاربرد حلال ها :

1. روش های کلی در انحلال تعیین ثابت های فیزیکی ماده حل شده : خواص حلالی یک ماده (نفوذ ماهیت شیمیایی اجزاء تشکیل دهنده حدود حلالیت)، خواص الکتریکی (گشتاورهای دو قطبی، افت های دی الکتریک، ثابت های کر، ثابت های تفکیک)، خواص نوری ( طیف جذبی، اندیس انکسار، چرخش ویژه)، خواص مغناطیس ( حساسیت دیامغناطیسی، ممان مغناطیسی لایه الکترون)، خواص دمایی ( گرمای محلول و رقیق سازی، فشار بخارسنجی محلول ها، دانسیته)، خواص ضد صوتی (سرعت صدا، جذب صدا)، درجه تجمع، وزن مولکولی مواد بزرگ مولکول، تجزیه مواد بزرگ مولکول توسط وزن مولکولی و ترکیب شیمیایی (ترکیب و تجزیه و تفکیک حلالی).

2. تعمیم شیمیایی ماده حل شده : اندازه گیری های طیف سنجی طیف های مادون قرمز، مرئی و ماوراء بنفش)، رزنانس اسپین الکترون ( برای پیدا کردن مشخصه رادیکال)، اندازه گیری های ویسکوز سنجی، رزنانس مغناطیسی هسته، تمام روش ها برای ترکیبات با وزن مولکولی کم و زیاد به کار می روند.

3. تعیین خواص بین سطوحی : جذب مواد حل شده روی مایع غیر قابل حل پایین سطوح جامد در حلال مربوطه ( برای مثال : برای جدا کردن مخلوط های مواد، مثلا در کروماتوگرافی) تنش سطحی و بین سطحی، توزیع روی مواد حل شده درون محلول و در سطوح داخلی.

4. کاربردهای فنی جداسازی مخلوط های مواد : جداسازی مخلوط های گازی توسط استخراج انتخابی، جداسازی ماده با استخراج مایع – مایع یا تقطیر استخراجی با جذب انتخابی با رسوب دهی و با نور تبلوری. استخراج جامدات برای جداسازی مواد محتوی آنها ( مثلا به منظور های دارویی)، عوامل شناوری برای سنگ های معدن، تخلیص ضایعات در ارتباط با محافظت محیط زیست.

5. انجام واکنش های شیمیایی در محلول : افزایش سرعت واکنش موقع انجام در محلول همگن، تحت نفوذ ویژه خود قرار دادن دوره واکنش با تعیین نوع حلال، قابل کاربرد برای مواد با وزن مولکولی زیاد و کم.

6. انجام فرآیند مواد بزرگ مولکول توسط حلال : تولید الیاف ها، رشته ها، کرک سفت گیاهی، ورق های نازک، لایه های میانی و پوشش ها، مصرف لاک ها و چسب ها در شکل حل شده در عمل.

7. کاربردهای صنعتی متفرقه – فرآیندهای تمیزکاری : برداشتن و از بین بردن کثیفی و لکه ها از الیاف و سطوح، برداشتن پوشش های سطح با رنگ برها و عوامل چربی گیر ( به خصوص در صنعت فلز کاری).

8. فرآیندهای رنگ کاری : کاربرد مرکب های چاپ روی پارچه یا روی سطوح ، رنگ جوهری روی الیاف ها، پارچه ها و قطعات ساخته شده.

9. فرآیندهای تمیزه کردن : اتمیزه کردن عطرها، لوازم آرایشی، حشره کش ها یا بیدکش ها.

10. تمیزکردن مواد با تبلور، چسباندن پارچه ها و مواد منفذدار دیگر ( مثلا با عوامل ضد آتش یا حشره کش ها)، عوامل ضد یخ، عوامل خنثی کننده، تولید خمیرهای کفش و کرم ها، پوشش کف و سمبه ماتریس ها، تولید مواد آرایشی و پزشکی در شکل حل شده.


کلمات کلیدی :

مونو اتانول آمین - دی اتانول آمین چیست - دی اتانول آمین msds - کاربرد دی اتانول آمین - کوکونات دی اتانول آمید- قیمت دی اتانول آمین - منو اتانول آمین - فروش دی اتانول آمین - فرآورده های نفتی - آرایشی بهداشتی - ترش و شیرین - آمین ها - حلال ها.