Mi az univerzális oldószer a kémiában?

Az univerzális oldószer vagy oldószer fogalmának megértéséhez először is tisztázni kell, hogy mi az oldószer. A kémiában az oldószer minden olyan szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú anyag, amely képes más anyagokat, úgynevezett oldott anyagokat feloldani, így homogén keveréket alkot, amelyet oldatnak neveznek. Technikailag az oldószer az az anyag, amely a legnagyobb arányban található az oldatban, míg az összes többi komponens oldott anyagnak minősül. Az oldószer kifejezés legáltalánosabb használata azonban olyan folyékony anyagokra vonatkozik, amelyek más szilárd, gáznemű vagy egyéb folyékony anyagokat oldanak fel.

Az oldószer azon képessége, hogy egy adott oldott anyagot feloldjon, attól függ, hogy mennyire hasonló az oldott anyag és az oldószer. Az oldhatóságra vonatkozó ökölszabály az, hogy „a hasonló feloldja a hasonlót” , ami azt jelenti, hogy egy oldószer képes lesz feloldani a hozzá szerkezetében vagy fizikai-kémiai tulajdonságaiban nagyon hasonló anyagot, de valószínűleg nem. különböző szerkezetek.

Univerzális oldószer definíció

Az univerzális oldószer az a folyadék, amely képes bármilyen más anyagot feloldani , legyen az szerves vagy szervetlen, poláris vagy apoláris, és legyen az szilárd, folyékony vagy gáznemű . Mivel elvileg egy oldószer csak az anyagokhoz hasonlóan oldhat fel, az igazi univerzális oldószer nem létezik . Ez azért van így, mert ha egy oldószer például poláris, akkor nagyon jól képes lesz oldani más poláris oldott anyagokat és ionos vegyületeket, de nem lesz képes oldani a nem poláris oldott anyagokat, például az alifás szénhidrogéneket, zsírokat és olajokat.

Másrészt, ha egy oldószer nem poláris, akkor nagyon jól oldja a nem poláris oldott anyagokat, de nem képes feloldani az erősen poláris oldott anyagokat vagy ionos vegyületeket.

Miért nevezik a vizet „univerzális oldószernek”?

Természetes kérdés, hogy ha az univerzális oldószer nem létezik, amint azt az imént bemutattuk, és azt is tudjuk, hogy a víz nem képes egyes gyakori oldott anyagokat, például olajat feloldani, akkor miért mondják a vizet „univerzális oldószernek”? ?

Ennek alapvetően két oka van:

A víz messze a leggyakoribb oldószer a bolygón.

Nem kell bizonygatni. A Föld felszínének 71%-át borító víznél nagyobb mennyiségben nincs más folyékony anyag a világon. Ennek az a következménye, hogy folyamatosan próbálunk különféle vegyszereket feloldani a vízben.

A víz több oldott anyagot old, mint bármely más ismert folyadék.

Protikus oldószerként (amely hidrogénatomok vagy hidrogénkötésekben protonok donoraként működhet) és erősen poláros, a víz számos különböző osztályba tartozó, szerves és szervetlen, valamint ionos és semleges vegyületet képes feloldani.

A vízben oldható vegyületcsoportok közé tartoznak a következők:

• A különböző típusú sók.
• Erős és gyenge savak és bázisok, szerves és szervetlenek egyaránt.
• Néhány bázikus oxid.
• Néhány savas oxid.
• Poláris gázok molekulái, például HCL, HBr, és még néhány nem poláris gáz, például CO ₂ vagy szén-dioxid is.
• Poláris szerves vegyületek, például alkoholok, karbonsavak, fenolok, aminok, amidok stb.

„Alkaheszt”: az alkimisták univerzális oldószere

A kémia az ókori alkimistákban gyökerezik. Végtelen számú kísérletet hajtottak végre, némelyik szisztematikusabb volt, mint mások, amelyek révén sikerült felfedezniük a kémiai reakcióképesség számos elvét és e tudomány más fontos vonatkozásait. Egy másik kutatási terület az arany és más anyagok feloldására alkalmas oldószerek keresése volt.

Ennek egyik eredménye az „alkahest”, egy állítólagos igazi univerzális oldószer, amely misztikus tulajdonságokkal rendelkezik, és az alkimisták úgy vélték, hogy képes feloldani az összes fémet és minden földi testet. Az „alkaheszt” kifejezést Paracelsus svájci alkimista alkotta meg, aki receptet is javasolt az elkészítéséhez.

Az alkaheszt valójában nem egy igazi univerzális oldószer.

A Paracelsus alkaheszt valójában egy lúgos alkoholos oldat, amely kalcium-hidroxidot vagy oltott meszet (Ca(OH) ₂ ) és szénsavas hamuzsírt vagy kálium-karbonátot (K ₂ CO ₃ ) tartalmaz. Paracelsus szemszögéből ez a keverék jobb oldószer, mint a víz, mivel sokkal nagyobb mértékben képes oldani a zsírokat és olajokat, valamint más szerves vegyületeket.

Ennek egyik oka az, hogy igaz, a lúgos keverék számos szerves anyagot képes lebontani, és a korábbinál könnyebben oldódó anyagokká alakítani. Példa erre, hogy a keverék elszappanosíthatja a zsírokat, és a keletkező szerves sók (szappan) könnyen diszpergálhatók alkoholban és vízben egyaránt.

Ma azonban sokkal jobban megértjük, mint akkoriban, hogy nagyon világos különbség van egy másik anyag feloldása és kémiai úton történő lebontása között. Míg az első folyamat egy anyag molekuláit szétbontja, de érintetlenül hagyja, addig az anyag lebontása azt jelenti, hogy egy másik, egyszerűbb anyaggá alakítják át. Valójában ezt csinálja Paracelsus alkahesztje, tehát nem igazán tekinthető igazi oldószernek, nemhogy univerzálisnak.

Másrészt az is nyilvánvaló, hogy az alkaheszt nem képes az összes többi anyagot feloldani, mivel nem oldja fel azt, amelyik az azt tartalmazó tartályt képezi.

A vízen kívül egyéb gyakori oldószerek

A vízen kívül sok más oldószer is használható a kutatásban, az iparban és mindennapi életünkben.

• Egyéb poláris oldószerek közé tartozik számos alkohol, például etanol, metanol és izopropil-alkohol. Ezenkívül más, egzotikusabb oldószereket, például folyékony ammóniát használnak különböző alkalmazásokban.
• Vannak még nem poláris oldószerek, például benzol, 5 vagy több szénatomos láncalkánok, gyűrűs alkánok, például ciklohexán, éterek, szerves halogenidek, például szén-tetraklorid és még sok más.
• Egy másik példa egy nagyon különleges oldószerre a szuperkritikus szén-dioxid. Ez a fent említett gázból áll, magas hőmérsékleten és nyomáson. Gyakran használják koffein kivonására kávébabból koffeinmentes kávé készítéséhez.
• Végül van a higany, amely egy folyékony fém, amely képes feloldani más fémeket, és egyfajta keveréket képez, amelyet amalgámoknak neveznek.

Nagyon gyakoriak a több oldószer kombinációjából keletkező oldószerek is, amelyek több vegyi anyagot képesek feloldani. Bármilyen folyadékot is keverünk azonban, soha nem fogunk találni olyat, amely megfelelne az univerzális oldószer definíciójának.

Hivatkozások

Brown, T. (2021). Kémia: The Central Science, 11/ed. (11. kiadás). London, Anglia: Pearson Education.

Carey, F. és Giuliano, R. (2014). Szerves kémia (9. ^kiadás ). Madrid, Spanyolország: McGraw-Hill Interamericana de España SL

A feloldódás folyamata. (2020. október 30.). Letöltve: https://espanol.libretexts.org/@go/page/1886

Leinhard, John. ” No.1569 Alkahest „. Houstoni Egyetem.

Restrepo, J. (2021. január 12.). Alternatív oldószerek. Letöltve: https://www.zonadepinturas.com/20080812895/articulos/pinturas-y-recubrimientos/disolventes-alternativos.html