Hvad er et universelt opløsningsmiddel i kemi?

For at forstå begrebet universelt opløsningsmiddel eller opløsningsmiddel er det først og fremmest nødvendigt at afklare, hvad et opløsningsmiddel er. I kemi er et opløsningsmiddel ethvert fast, flydende eller gasformigt stof, der er i stand til at opløse andre stoffer, kaldet opløste stoffer, for således at danne en homogen blanding kaldet en opløsning. Teknisk set er opløsningsmidlet det stof, der findes i den største andel i en opløsning, mens alle andre komponenter betragtes som opløste stoffer. Imidlertid er den mest almindelige brug af udtrykket opløsningsmiddel i forbindelse med et flydende stof , der opløser andre faste, gasformige eller andre flydende stoffer.

Et opløsningsmiddels evne til at opløse et bestemt opløst stof afhænger af, hvor ens det opløste stof og opløsningsmidlet er. Tommelfingerreglen med hensyn til opløselighed er, at “ligesom opløses ligesom” , hvilket betyder, at et opløsningsmiddel vil være i stand til at opløse et stof, der minder meget om det i struktur eller i fysisk-kemiske egenskaber, men sandsynligvis ikke opløse andre opløste stoffer med meget forskellige strukturer.

Universal opløsningsmiddel definition

Et universelt opløsningsmiddel er defineret som den væske, der er i stand til at opløse ethvert andet stof , det være sig organisk eller uorganisk, polært eller apolært, og uanset om det er fast, flydende eller gasformigt . Fordi et opløsningsmiddel i princippet kun kan opløses som stoffer, eksisterer det ægte universelle opløsningsmiddel ikke . Dette skyldes, at hvis et opløsningsmiddel for eksempel er polært, vil det være i stand til at opløse andre polære opløste stoffer og ionforbindelser meget godt, men det vil ikke være i stand til at opløse upolære opløste stoffer, såsom alifatiske kulbrinter, fedtstoffer og olier.

På den anden side, hvis et opløsningsmiddel er upolært, så vil det opløse upolære opløste stoffer meget godt, men det vil ikke være i stand til at opløse stærkt polære opløste stoffer eller ioniske forbindelser.

Hvorfor kaldes vand “det universelle opløsningsmiddel”?

Et naturligt spørgsmål er, at hvis det universelle opløsningsmiddel ikke eksisterer, som vi lige har demonstreret, og vi også ved, at vand ikke er i stand til at opløse nogle almindelige opløste stoffer såsom olie, hvorfor siges vand så at være “det universelle opløsningsmiddel” ?

Grundene er grundlæggende to:

Vand er langt det mest almindelige opløsningsmiddel på planeten.

Der er ingen grund til at bevise det. Der er intet andet flydende stof i verden mere rigeligt end vand, som dækker 71 % af jordens overflade. Dette medfører, at vi konstant forsøger at opløse forskellige typer kemikalier i vandet.

Vand opløser et større antal opløste stoffer end nogen anden kendt væske.

Da det er et protisk opløsningsmiddel (som kan fungere som en donor af hydrogenatomer eller protoner i hydrogenbindinger) og meget polært, kan vand opløse et stort antal forbindelser af forskellige klasser, både organiske og uorganiske, og både ioniske og neutrale. .

Blandt de klasser af forbindelser, som vand kan opløse, er:

• De forskellige typer af salte.
• Syrer og baser både stærke og svage og både organiske og uorganiske.
• Nogle basiske oxider.
• Nogle sure oxider.
• Molekyler af polære gasser, såsom HCL, HBr, og endda nogle ikke-polære gasser, såsom CO ₂ eller kuldioxid.
• Polære organiske forbindelser såsom alkoholer, carboxylsyrer, phenoler, aminer, amider osv.

“Alkahest”: alkymisternes universelle opløsningsmiddel

Kemi finder sin oprindelse i de gamle alkymister. De udførte et uendeligt antal eksperimenter, nogle mere systematiske end andre, hvorigennem de formåede at opdage mange af principperne for kemisk reaktivitet og andre vigtige aspekter af denne videnskab. Et andet af de felter, hvor de forskede, var i søgen efter opløsningsmidler, der var i stand til at opløse guld og andre stoffer.

Et af resultaterne af dette var “alkahest”, et formodet ægte universelt opløsningsmiddel med mystiske egenskaber, som alkymister troede kunne opløse alle metaller og alle jordiske legemer. Udtrykket “alkahest” blev opfundet af den schweiziske alkymist Paracelsus, som også foreslog en opskrift på dets tilberedning.

Alkahest er faktisk ikke et ægte universelt opløsningsmiddel.

Paracelsus’ alkahest er faktisk en alkalisk alkoholopløsning, der indeholder calciumhydroxid eller læsket kalk (Ca(OH) ₂ ), og kulsyrekali eller kaliumcarbonat (K ₂ CO ₃ ). Set fra Paracelsus’ synspunkt er denne blanding et bedre opløsningsmiddel end vand, da den i langt højere grad er i stand til at opløse fedtstoffer og olier samt andre organiske forbindelser.

En af grundene er, at den alkaliske blanding ganske vist er i stand til at nedbryde mange organiske stoffer og omdanne dem til lettere opløselige stoffer end tidligere. Et eksempel på dette er, at blandingen kan forsæbe fedtstoffer, og de resulterende organiske salte (sæbe) er let dispergerbare i både alkohol og vand.

Men i dag forstår vi, meget bedre end vi gjorde dengang, at der er en meget klar skelnen mellem at opløse og kemisk nedbryde et andet stof. Mens den første proces består i at adskille et stofs molekyler, men at lade dem være intakte, indebærer nedbrydning af et stof at omdanne det til et andet, enklere stof. Det er hvad Paracelsus’ alkahest faktisk gør, så det kan ikke rigtig betragtes som et rigtigt opløsningsmiddel, endsige et universelt.

På den anden side er der også det indlysende faktum, at alkahest ikke er i stand til at opløse alle andre stoffer, da det ikke opløser den, der danner beholderen, der indeholder det.

Andre almindelige opløsningsmidler udover vand

Ud over vand er der mange andre opløsningsmidler, der finder anvendelse i forskning, industri og vores dagligdag.

• Andre polære opløsningsmidler omfatter mange alkoholer, såsom ethanol, methanol og isopropylalkohol. Derudover bruges andre mere eksotiske opløsningsmidler såsom flydende ammoniak i forskellige applikationer.
• Der er også upolære opløsningsmidler såsom benzen, kædealkaner med 5 eller flere carbonatomer, cykliske alkaner såsom cyclohexan, ethere, organiske halogenider såsom carbontetrachlorid og mange flere.
• Et andet eksempel på et meget særligt opløsningsmiddel er superkritisk kuldioxid. Denne består af den førnævnte gas under forhold med høj temperatur og tryk. Det bruges ofte til udvinding af koffein fra kaffebønner til fremstilling af koffeinfri kaffe.
• Endelig er der kviksølv, som er et flydende metal, der kan opløse andre metaller og danne en type blanding, der kaldes amalgamer.

Opløsningsmidler dannet af en kombination af flere opløsningsmidler, der er i stand til at opløse et større antal kemiske stoffer, er også meget almindelige. Men uanset hvilke væsker vi blander, vil vi aldrig finde en, der passer til definitionen af ​​et universelt opløsningsmiddel.

Referencer

Brown, T. (2021). Kemi: Centralvidenskaben, 11/udg. (11. udgave). London, England: Pearson Education.

Carey, F., & Giuliano, R. (2014). Organisk kemi (9. ^udg .). Madrid, Spanien: McGraw-Hill Interamericana de España SL

Opløsningsprocessen. (2020, 30. oktober). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1886

Leinhard, John. ” No.1569 Alkahest “. University of Houston.

Restrepo, J. (12. januar 2021). Alternative opløsningsmidler. Hentet fra https://www.zonadepinturas.com/20080812895/articulos/pinturas-y-recubrimientos/disolventes-alternativos.html