Dung môi hữu cơ là gì? Một số loại dung môi hữu cơ thường gặp

Dung môi hữu cơ là gì?

Dung môi hữu cơ là những hợp chất hóa học có cấu trúc phân tử có chứa nguyên tố cacbon. Là một loại hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ở nhiệt độ phòng (20^oC). 

Dung môi hữu cơ được sử dụng rộng rãi trong việc hòa tan các loại chất lỏng phân cực hoặc không phân cực, các loại vật liệu khác nhau để tạo ra dung dịch. Hoặc được sử dụng trong việc chiết xuất một hợp chất này từ một hợp chất ban đầu

Nói chung, dung môi hữu cơ dùng để chỉ chất có khả năng hòa tan bất kỳ chất nào khác. Tuy nhiên, tất cả các dung môi hữu cơ đều có nguyên tử cacbon trong cấu trúc của các hợp chất.

Tính chất của dung môi hữu cơ

Các dung môi hữu cơ thể hiện các đặc tính vật lý và hóa học khác nhau như:

Dung môi hữu cơ dễ bay hơi

Dung môi dễ bay hơi là những chất có khả năng hóa hơi ở nhiệt độ phòng (20^oC). Do tính chất dễ bay hơi, dung môi hữu cơ có mùi khi thoát ra ngoài không khí.

Dung môi hữu cơ có nhiệt độ sôi thấp

Các dung môi hữu cơ được cho là có nhiệt độ sôi rất thấp. Do nhiệt độ sôi thấp này, chúng rất dễ bay hơi.

Dung môi hữu cơ là chất lỏng không màu

Đây là chất lỏng trong và có khối lượng phân tử thấp hơn.

Độ phân cực của dung môi hữu cơ và hằng số điện môi

Nói chung, hằng số điện môi của dung môi là thước đo độ phân cực của của dung môi hữu cơ. Ε càng cao nghĩa là độ phân cực càng cao và khả năng ổn định điện tích của dung môi càng lớn. Do đó, phép đo hằng số điện môi rất quan trọng trong việc quyết định việc sử dụng dung môi cho một số ứng dụng nhất định.

Bảng 1.1 dưới đây đề cập đến hằng số điện môi của một số dung môi hữu cơ phổ biến nhất.

Dung môi	Độ phân cực	Momen lưỡng cực	Hằng số điện môi	Điểm sôi	Điểm đóng băng
Pentane	0.0	0	1.84	36.1	-129.7
Cyclopentan	0.1	0	1.97	49.3	-93.9
Heptane	0.1	0	1.92	98.4	-90.6
Hexane	0.1	0.08	1.88	68.7	-95.3
Cyclohexane	0.2	0	2.02	80.7	6.5
Toluene	2.4	0.31	2.38	110.6	-94.5
o-Xylene	2.5	0.45	2.57	144.4	-25.2
Chlorobenzene	2.7	1.54	5.62	131.7	-45.6
o-Dichlorobenzene	2.7	2.14	9.93	180.5	-17.0
Ete dietyl	2.8	1.15	4.33	34.5	-117.4
Dichloromethane	3.1	1.14	8.93	39.7	-95.1
1,2-Dichloroethane	3.5	1.83	10.36	83.5	-35.7
Rượu isopropyl	3.9	1.66	19.92	82.3	-88.0
n-Butyl axetat	4.0	1.84	5.01	126.1	-73.5
n-Propyl Alcohol	4.0	3.09	20.33	97.2	-126.2
Rượu etylic	–	1.66	24.55	78.3	-114.1
Glyme	–	1.71	7.20	84.5	-69
Tetrahydrofuran	4.0	1.75	7.58	66	-108.5
Cloroform	4.1	1.15	4.81	61.1	-63.5
Etyl acetat	4.4	1.88	6.02	77.1	-84.0
Etyl metyl xeton	4.7	2.76	18.51	79.6	-86.7
1,4-Dioxan	4.8	0.45	2.25	101.3	11.8
Axeton	5.1	2.69	20.7	56.3	-94.7
Metanol	5.1	2.87	32.70	64.7	-97.7
Pyridine	5.3	2.37	12.4	115.2	-41.5
2-Methoxy	5.5	2.04	16.93	124.6	-85.1
Acetonitril	5.8	3.44	37.5	81.6	-43.8
N-Dimethyl Formamide	6.4	3.86	36.71	153.0	-60.4
Dimethyl Acetamide	6.5	3.72	37.78	166.1	-20
N-Methyl Pyrolidone	6.7	4.09	32.2	202	-24.4
Dimethyl Sulfoxide	7.2	4.1	46.68	189	18.5
Nước uống	10.2	1.87	80.1	100.0	0.0

Dung môi hữu cơ phân cực

Điện tích của dung môi quyết định loại chất mà nó có thể hòa tan. Các dung môi phân cực có điện tích “dương” và “âm” ở các vị trí khác nhau trong cấu trúc của chúng và sẽ hòa tan các chất phân cực khác.

Nước là dung môi phân cực, các dung môi phân cực khác bao gồm: Acetone, acetonitril, Dung môi Dimethylformamide (DMF), isopropyl và methanol.

Dung môi không phân cực bao gồm: ankan (pentan, hexan và heptan) và chất thơm (benzen, toluen và xylen). Các dung môi không phân cực phổ biến khác bao gồm acid acetic, cloroform, diethyl ether, ethyl acetate, methylene chloride và hơp chất pyridin.

Dung môi hữu cơ không phân cực được sử dụng làm chất tẩy vết, chất làm loãng sơn, chất tẩy sơn móng tay, dung môi keo, và cũng được sử dụng trong nước hoa và chất tẩy rửa.

Phân loại dung môi hữu cơ

Cấu trúc phân tử của dung môi hữu cơ luôn chứa một nguyên tử cacbon và một số có nguyên tử hydro. Những dung môi này chủ yếu được phân loại dựa trên cấu trúc phân tử của chúng. Có thể phân thành 2 loại nhóm chính:

1. Dung môi hữu cơ đến từ tự nhiên

Đây là những dung môi được tạo ra một cách tự nhiên bởi các sinh vật sống.

2. Dung môi hữu cơ tổng hợp.

Đây là những dung môi được tạo ra từ kết quả của các phản ứng hóa học xảy ra trong các hợp chất hữu cơ khác nhau. 

Các loại dung môi hữu cơ

Dựa trên cấu trúc và nhóm chức, các loại dung môi hữu cơ khác nhau được giải thích dưới đây:

Dung môi hữu cơ béo

Những dung môi này thuộc nhóm anken. Chúng được cho là không phân cực trong tự nhiên. Một số ứng dụng của các dung môi này bao gồm chiết xuất dầu, sơn, thuốc nhuộm, dược phẩm, trùng hợp và chất kết dính.

Các dung môi hữu cơ thơm

Những chất này như chất béo được cho là các dung môi không phân cực. Chúng được sử dụng làm dung môi công nghiệp cho chất kết dính, sơn, mực in, quy trình chiết xuất, khử, trong thuốc diệt côn trùng, v.v.

Dung môi hữu cơ cacbonyl

Chúng bao gồm các este. Chúng được cho là có đặc tính phân cực và được sử dụng trong chất tẩy sơn móng tay, chất tẩy rửa điện tử, bảng mạch, khử caffein, trong keo dán, và cả trong các chất tạo hương vị thực phẩm.

Một số dung môi khác bao gồm rượu được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại.

Ứng dụng của dung môi hữu cơ

Các ứng dụng của dung môi hữu cơ được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Chúng được sử dụng trong:

• Sơn phủ, chất đánh bóng, làm chất pha loãng sơn và chất tẩy (toluen);
• Làm chất tẩy rửa, chất tẩy sơn móng tay (acetone, ethyl acetate, methyl acetate), như chất tẩy nhờn công nghiệp cũng như tiêu dùng;
• Chất tẩy rửa, nước hoa, chất tẩy tại chỗ và cả trong các quá trình và tổng hợp hóa học khác nhau;
• Dược phẩm, In và tẩy rửa mực;
• Xử lí nước thải, dầu và mỡ, để trộn hoặc pha loãng bột màu, thuốc trừ sâu, keo dán, nhựa epoxy;
• Để làm sạch các bộ phận ô tô, dụng cụ và thiết bị điện tử;
• Để hỗ trợ sản xuất các hóa chất khác.

Dung môi hữu cơ có độc không?

Dung môi hữu cơ được sử dụng trong chất tẩy rửa, thuốc diệt côn trùng và một số cơ sở công nghiệp. Hầu hết các chất này đều hòa tan trong lipid cao và do đó có khả năng gây ra bệnh thần kinh trung ương, rối loạn và tác động trực tiếp tới hệ thần kinh.

Một số dung môi hữu cơ phân hủy thành các chất chuyển hóa gây ung thư. Trong khi các chất chuyển hóa có thể được tìm thấy trong nước tiểu hoặc máu.

Hầu hết các dung môi hữu cơ không có chất giải độc. Do đó, hãy cẩn trọng và luôn tuân thủ các bản hướng dẫn sử dụng hóa chất MSDS do nhà cung cấp cho bạn.

Tổng hợp câu hỏi thường gặp

Dung môi phổ biến nhất?

“Dung môi phổ biến nhất” là nước vì nó có thể hòa tan nhiều chất lỏng hơn bất kỳ chất lỏng nào khác. Đối với bất kỳ sinh vật nào trên trái đất, điều này rất quan trọng.

Acetone là protic hay aprotic?

Tuy nhiên, mặc dù thực tế là acetone có tính axit vừa phải, và về cơ bản không ít axit hơn rượu. Một lần nữa, do tính axit tương đối cao của chúng, acetone (và các dung môi chứa cacbonyl khác) cũng là những dung môi yếu khi sử dụng bazơ rắn.

Chất béo có tan trong dung môi hữu cơ không?

Bảng 1.1 liệt kê các dung môi hữu cơ đặc trưng với khả năng hòa tan lipid của chúng. Thông thường là vậy, có một quy tắc chung đó là dung môi phân cực hòa tan các dung môi phân cực. Và dung môi không phân cực hòa tan các dung môi không phân cực.

Tại sao acetone là dung môi tốt cho chất béo?

Acetone chứa cả nhóm metyl không phân cực cũng như nhóm cacbonyl phân cực nên nó cũng có khả năng hòa tan các hợp chất không phân cực. Chất béo (lipid) có bản chất không phân cực. Điều đó có nghĩa là trong acetone, chất béo sẽ hòa tan.

Dung môi hữu cơ công nghiệp tốt nhất?

Do khả năng hòa tan cả hợp chất phân cực và không phân cực, acetone là một dung môi mạnh thuộc nhóm #5 Dung môi pha sơn tốt nhất. Trong khi các dung môi khác chỉ có thể hòa tan chất này hoặc chất kia.

Thứ hai, vì nó có thể trộn lẫn, acetone là một dung môi mạnh, đảm bảo nó có khả năng hòa trộn mọi lượng với nước.

Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ?

Clo hay Chlorine có đặc tính oxy hóa mạnh và do đó chỉ hòa tan trong dung môi hữu cơ mà không thể bị oxy hóa thêm hoặc bị clo hóa hoàn toàn.

Dung môi clo hóa là chất lỏng không màu ở nhiệt độ phòng, nặng hơn nước, dễ bay hơi, ít hòa tan và kỵ nước vừa phải. Thường được sử dụng rộng rãi để làm sạch kim loại và sản xuất nhựa nhiệt dẻo, sơn mài.

Thông tin thêm

Properties of Organic Solvents – Tính chất của dung môi hữu cơ

organic solvents used for by David R. Lide