Hva er et universelt løsemiddel i kjemi?

For å forstå konseptet med universelt løsemiddel, eller løsningsmiddel, er det nødvendig å avklare, først og fremst, hva et løsningsmiddel er. I kjemi er et løsningsmiddel ethvert fast, flytende eller gassformet stoff som er i stand til å løse opp andre stoffer, kalt oppløste stoffer, for dermed å danne en homogen blanding kalt en løsning. Teknisk sett er løsningsmidlet det stoffet som finnes i størst andel i en løsning, mens alle andre komponenter regnes som oppløste stoffer. Imidlertid er den vanligste bruken av begrepet løsemiddel i referanse til et flytende stoff som løser opp andre faste, gassformige eller andre flytende stoffer.

Evnen til et løsningsmiddel til å løse opp et bestemt løst stoff avhenger av hvor like løsningsmidlet og løsningsmidlet er. Tommelfingerregelen når det gjelder løselighet er at «like oppløses like» , som betyr at et løsemiddel vil kunne løse opp et stoff som er veldig likt det i struktur eller i fysisk-kjemiske egenskaper, men sannsynligvis ikke løse opp andre oppløste stoffer med veldig ulike strukturer.

Universell løsningsmiddeldefinisjon

Et universelt løsningsmiddel er definert som den væsken som er i stand til å løse opp et hvilket som helst annet stoff , enten det er organisk eller uorganisk, polar eller apolar, og enten det er fast, flytende eller gassformet . Fordi et løsningsmiddel i prinsippet bare kan oppløses som stoffer, eksisterer ikke det ekte universelle løsningsmidlet . Dette er fordi hvis et løsningsmiddel for eksempel er polart, vil det være i stand til å løse opp andre polare løste stoffer og ioniske forbindelser veldig godt, men det vil ikke være i stand til å løse opp ikke-polare løste stoffer, som alifatiske hydrokarboner, fett og oljer.

På den annen side, hvis et løsningsmiddel er upolart, vil det oppløse upolare oppløste stoffer veldig godt, men det vil ikke være i stand til å løse sterkt polare oppløste stoffer eller ioniske forbindelser.

Hvorfor kalles vann «det universelle løsningsmidlet»?

Et naturlig spørsmål er at hvis det universelle løsningsmidlet ikke eksisterer, som vi nettopp har demonstrert, og vi også vet at vann ikke er i stand til å løse opp noen vanlige løste stoffer som olje, hvorfor sies det at vann er «det universelle løsningsmidlet» ?

Årsakene er i hovedsak to:

Vann er det desidert vanligste løsningsmidlet på planeten.

Det er ikke nødvendig å bevise det. Det er ingen annen flytende substans i verden som er mer rikelig enn vann, som dekker 71 % av jordens overflate. Dette fører til at vi hele tiden prøver å løse opp ulike typer kjemikalier i vannet.

Vann løser opp et større antall oppløste stoffer enn noen annen kjent væske.

Som et protisk løsningsmiddel (som kan fungere som en donor av hydrogenatomer eller protoner i hydrogenbindinger) og svært polart, kan vann løse opp et stort antall forbindelser av forskjellige klasser, både organiske og uorganiske, og både ioniske og nøytrale. .

Blant klassene av forbindelser som vann kan oppløse er:

• De forskjellige typene salter.
• Syrer og baser både sterke og svake og både organiske og uorganiske.
• Noen grunnleggende oksider.
• Noen sure oksider.
• Molekyler av polare gasser som HCL, HBr, og til og med noen ikke-polare gasser som CO ₂ eller karbondioksid.
• Polare organiske forbindelser som alkoholer, karboksylsyrer, fenoler, aminer, amider, etc.

«Alkahest»: det universelle løsningsmidlet til alkymister

Kjemi finner sin opprinnelse i de gamle alkymistene. De utførte et uendelig antall eksperimenter, noen mer systematiske enn andre, der de klarte å oppdage mange av prinsippene for kjemisk reaktivitet og andre viktige aspekter ved denne vitenskapen. Et annet av feltene de forsket på var å lete etter løsemidler som var i stand til å løse opp gull og andre stoffer.

Et av resultatene av dette var «alkahest», et antatt ekte universelt løsningsmiddel med mystiske egenskaper som alkymister mente kunne løse opp alle metaller og alle jordiske legemer. Begrepet «alkahest» ble laget av den sveitsiske alkymisten Paracelsus, som også foreslo en oppskrift for tilberedning.

Alkahest er faktisk ikke et ekte universalløsningsmiddel.

Paracelsus’ alkahest er faktisk en alkalisk alkoholløsning som inneholder kalsiumhydroksid eller lesket kalk (Ca(OH) ₂ ), og karbonholdig kaliumkarbonat eller kaliumkarbonat (K ₂ CO ₃ ). Fra Paracelsus sitt ståsted er denne blandingen et bedre løsemiddel enn vann siden den i mye større grad er i stand til å løse opp fett og oljer, samt andre organiske forbindelser.

En av grunnene er at den alkaliske blandingen riktignok er i stand til å bryte ned mange organiske stoffer og omdanne dem til lettere løselige stoffer enn tidligere. Et eksempel på dette er at blandingen kan forsåpe fett og de resulterende organiske salter (såpe) er lett dispergerbare i både alkohol og vann.

Men i dag forstår vi, mye bedre enn vi gjorde den gang, at det er et veldig klart skille mellom å løse opp og kjemisk dekomponere et annet stoff. Mens den første prosessen består av å skille molekylene til et stoff, men la dem være intakte, innebærer å bryte ned et stoff å transformere det til et annet, enklere stoff. Dette er hva Paracelsus’ alkahest faktisk gjør, så det kan egentlig ikke betraktes som et ekte løsemiddel, enn si et universelt.

På den annen side er det også det åpenbare faktum at alkahest ikke er i stand til å løse opp alle andre stoffer, siden det ikke løser opp den som utgjør beholderen som inneholder den.

Andre vanlige løsemidler i tillegg til vann

I tillegg til vann, er det mange andre løsemidler som kan brukes i forskning, industri og vårt daglige liv.

• Andre polare løsningsmidler inkluderer mange alkoholer som etanol, metanol og isopropylalkohol. I tillegg brukes andre mer eksotiske løsemidler som flytende ammoniakk i forskjellige applikasjoner.
• Det finnes også upolare løsningsmidler som benzen, kjedealkaner med 5 eller flere karbonatomer, sykliske alkaner som cykloheksan, etere, organiske halogenider som karbontetraklorid og mange flere.
• Et annet eksempel på et veldig spesielt løsningsmiddel er superkritisk karbondioksid. Denne består av den nevnte gassen under forhold med høy temperatur og trykk. Det brukes ofte i utvinning av koffein fra kaffebønner for tilberedning av koffeinfri kaffe.
• Til slutt er det kvikksølv, som er et flytende metall som kan løse opp andre metaller, og danner en type blanding som kalles amalgamer.

Løsemidler dannet av en kombinasjon av flere løsemidler som er i stand til å løse opp et større antall kjemiske stoffer er også svært vanlige. Uansett hvilke væsker vi blander, vil vi imidlertid aldri finne en som passer til definisjonen av et universelt løsemiddel.

Referanser

Brown, T. (2021). Kjemi: The Central Science, 11/utg. (11. utgave). London, England: Pearson Education.

Carey, F., & Giuliano, R. (2014). Organisk kjemi (9. ^utg .). Madrid, Spania: McGraw-Hill Interamericana de España SL

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

Leinhard, John. » No.1569 Alkahest «. Universitetet i Houston.

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