حلال های شیمیایی

حلال های شیمیایی موادی هستند كه مواد ديگر را در خود حل مي كنند.
حلال های شیمیایی به طور كلي به دو دسته حلال هاي قطبي و حلال هاي غير قطبي تقسيم
مي شوند.
در حلال قطبي، ذرات تشكيل دهنده حلال قطبي بوده و يكديگر را با نيروي جاذبه ي الكتروستاتيكي جذب مي نمايند.
مهمترين حلال قطبي آب مي باشد.
انواع اسيدها مانند سولفوريك اسيد H2SO4 و هيدروژن فلوئوريد HF ، نيز در اين دسته قرار
مي گيرند.
در حلال هاي غير قطبي ، ذرات حلال غيرقطبي بوده و بنابراين تنها نيروي جاذبه ي ضعيف
واندروالسي بين ذرات وجود دارد، به همين دليل اين حلال ها اغلب، داراي نقطه ي جوش بسيار پايين بوده و فرار هستند.
حلال هاي آلي نسبت به حلال هاي غير آلي يا حلال هاي معدني، قطبيت كمتري دارند و درنتيجه
معمولا” اين دسته از حلالها ، مواد غير قطبي را بهتر در خود حل مي كنند.

انواع حلال های شیمیایی

• اتانول

بیشترین کاربرد در آزمایش‌های علمی را دارد.

موارد استفاده :

به علت قابلیت حل شدن در آب و اتر استفاده در رزین‌های طبیعی مانند شلاک، پلی وینیل استات PVA،
پلی وینیل بوتیرال، استرهای رزینی، رزین‌های کیتونی به عنوان حلال، میکروب کش ضد یخ، سوخت، مادهٔ کسل کننده در صنایع پتروشیمی،داروسازی

• آب

مولکول آب(HOH) هم اتم هیدروژن و هم عامل OH– دارد.
بنابراین هم باز و هم اسید و از این رو از لحاظ شیمیایی ختثی است.
آب خالص یا آب مقطر اسیدها، قلیاها، نمک‌های فلزی، صمغ‌های گیاهی، چسب‌های قوی سریش، رنگ پلاستیک و الکل‌ها را در خود حل می‌کند.

• کلروفرم

کلروفرم یکی از بهترین حلال‌های آلکالوئیدها در فرم پایه آنهاست.

موارد استفاده:

جهت استخراج آلکالوئیدها از مواد گیاهی در صنایع داروسازی

استخراج آنتی بیوتیک‌ها، ویتامین‌ها، و طعم دهنده‌ها

معرف یا شناساگر آزمایشگاهی جهت تشخیص آمین‌های اولیه، برمیدها

در شیمی تجزیه جهت جداسازی ترکیبات

جهت نگهداری از بافت‌های آلی در آزمایشگاه

• استون(پروپانون)

استون بعنوان حلال بسیاری از ترکیبات آلی استفاده می‌شود.
در تولید پلاستیک ، الیاف مصنوعی ، دارو و سایر ترکیبات شیمیایی کاربرد دارد.
همچنین در تولید صنعتی رنگهای ایندیگو هم مصرف می‌شود.

• فسفریک اسید

تولید کودهای فسفات مانند مونو آمونیوم فسفات ، دی آمونیوم فسفات ، سوپر فسفات تریپل ، فسفات منیزیم و ..

تولید فسفات های به کار رفته در مواد شوینده مانند تری سدیم فسفات و سدیم تری پلی فسفات.

تولید پاک کننده های فسفاته صنعتی : در تولید پاک کننده ها اسید

تولید مواد تصفیه کننده و منعقد کننده در صنعت آب و فاضلاب.

به صورت گرید خوراکی ، مصرف در صنایع غذایی :  در تولید غذاهای اسیدی و نوشابه های گازدار مانند انواع کولاها

• اتیلن گلایکول

مونو اتیلن گلایکول در صنعت پلاستیک

،در تهیه رزین ها و فیبرهای پلیمری

در تولید الیاف پلی استر، بطری‌های نوشیدنی و فیلم‌های بسته‌بندی

در تولید جهانی این محصول به تولید ماده اولیه پلی‌استر پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)

• هیدروفلوئوریک اسید

برای حکاکی روی شیشه در لامپ

سنتز آمونیوم بی فلوراید از واکنش آمونیاک و هیدروژن فلوئورید

در ساخت و تولید کریستال های تزیینی و مات کاری شیشه آلات

صنایع فولاد ، سرامیک ، ریخته گری ، تهیه فر و آلیاژها و …

تولید اورانیوم و بیش از صد نوع ماده شیمیایی فلوئور دار

• زایلن

زایلن یکی از حلال های مهمی است که اجزای اصلی نفت خام میباشد.
موارد استفاده :

در صنعت تولید چسب برای کاهش ویسکوزیته

در صنعت تولید پوشش های ضد آب و لوله های خط انتقال

شستشو ی تجهیزات حمل و نقل شامل تمیز کردن داخل کامیون ها، ریل های راه آهن، ظروف چند وجهی مخازن هواپیما،
ظرف رنگ های قدیمی

از دیگر حلال های شیمیایی

• دی متیل سولفوکسید

DMSO یک ترکیب گوگردی بوده که مسکن طبیعی و ضد التهاب می باشد.
دی متیل سولفوکساید در درمان آمیلوئیدوزیس و سندرم کف دست و پا کاربرد دارد.

• دی متیل فرمامید

اصلی ترین کاربرد DMF ، استفاده از آن به عنوان حلال با میزان تبخیر پایین در صنایع مختلف می باشد.
سایر مصارف :

به طور مثال در تولید الیاف آکریلیک و پلاستیک

به صنایع تولید چسب، چرم مصنوعی، الیاف، فیلم و پوشش های سطحی

کاتالیست مناسب در تولید آسیل هالیدها

• اتیل استات

استفاده های اصلی از اتیل استات در ساخت نیتروسلولز و استات سلولز، لاک و به عنوان یک جزء حلال
در چسب و در ترکیبات گسترش پوشش برای چرم مصنوعی می باشد.
سایر مصارف:

• لاک پاک کن ها

دراستخراج کافئین از قهوه و چای، درصنایع غذایی (شیرینی ها) بعنوان اسانس

در عطرسازی بعنوان حلال

• پنتان

پنتان یكی از فرار ترین هیدروكربن هایی است كه در دمای اتاق مایع است. از پنتان اغلب به عنوان
حلالی كه به سهولت تبخیر می شود استفاده می شود. از آنجایی كه پنتان غیر قطبی است
تنها مواد غیر قطبی در آن حل می شوند.

همچنین پنتان یكی از اجزای سوخت های معمول است. از پنتان به عنوان عامل كف زا در تولید پلی استایرن فوم استفاده می شود.
از پنتان در واحد های نیروی ژئوترمال استفاده میشود.

• متانول

موارد استفاده :

حلال، ضدیخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی

به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی

• پروپانول

موارد استفاده :

حلال در صنعت داروسازی ،برای رزین و استرهای سلولز ودر فرآیند تخمیر
.در صنعت چاپ

به عنوان ضد عفونی کننده جهت تمیز کردن پوست قبل از جراحی

به عنوان ماده اولیه در شیشه شورها و ضد عفونی کننده ها

به عنوان ماده اولیه در مواد آرایشی مانند اسپری های مو ، لاک ناخن
به عنوان حلال در برخی واکنش های شیمیایی و آزمایشات بیولوژیکی.

ادامه حلال های شیمیایی …

• بوتانول

از نرمال بوتانول برای تولید بوتیل استات، بوتیل اکریلیت، دی بوتیل فتالات و بوتیل اترها و … کاربرد دارد

تولید پلیمرها، مواد دارویی، استرهای علف‌کش، پیروکسیلین و …

افزودنی در عطرسازی و حال در استخراج روغن‌های خاص

• هپتان

هپتان و ایزومرهای آن را به طور گسترده در آزمایشگاه ها برای حلال استفاده می کنند.
در تست نقطه روغنی شدن (great spot test) هپتان را برای انحلال لکه روغنی نمونه برای
نشان دادن مقدار ترکیبات آلی موجود در آن بکار می برند.

استخراج از درون هپتان به معنی شناسایی محلول های برومین از آیودین است.

هپتان را به صورت تجاری برای چسب لاستیک و سوخت کوره می فروشند.

• اکتانول

با تبدیل اوکتانول به فرم استر از این ماده به عنوان عطر استفاده می شود.
ضریب پراکندگی مولکولی اوکتانول/آب، که در شیمی محیط زیست و داروسازی به منظور برآورد رفتار
یک ماده مورد استفاده قرار میگیرد, نمایانگر آن است که اوکتانول ماده ای طبیعی است.

• تترا هیدرو فوران (THF)

استفاده اولیه این پلیمر به منظور ساخت فیبرهای پلی اورتان کش سان مثل اسپاندکس (spandex) است.
به عنوان حلال کاربرد اصلی آن استفاده به عنوان حلال صنعتی برای PVC و در جلا دهنده ها است .

یک حلال آپروتیک با ثابت دی الکتریک 7.6 که یک حلال قطبی است و میتواند شما زیادی از ترکیبات
قطبی و غیر قطبی را در خودش حل کند ؛
با آب قابل امتزاج بوده و میتواند ساختارهای کلاترات هیدرات (clathrate hydrate) را در دمای پایین با آب تشکیل دهد .

• سولفولان

برای استخراج ترکیبات آروماتیک از سولفولان استفاده می شود.

• تولوئن

تولوئن (متیل‌بنزن یا فنیل‌متان)، مایعی صاف و نامحلول در آب با بویی شبیه بوی تینرهای رنگ معمولی است.
تولوئن از گروه ترکیبات آروماتیک است و به عنوان یک مادهٔ اولیه و همچنین حلال شیمیایی کاربرد دارد.

کاربردهای دیگر آن عبارتست از حلال رنگ، تینر رنگ، درزگیر سیلیکونی، واکنش‌گر شیمیایی، پلاستیک،
جوهر چاپ، چسب، لاک و ضدعفونی کننده و گندزدا. همچنین می‌توان از آن برای ساخت فوم
و TNT استفاده نمود.

آهک چیست؟

آهک چیست؟ آهک همان اکسید کلسیم است که از حرارت دادن شدید سنگ آهک (کربنات کلسیم طبیعی)بدست می آید.
آهک و گچ ، از جمله موادی هستند که کارآیی آنها از دوران باستان ، توسط بشر شناخته شده است
و از آنها در ساختن انواع بناها استفاده می شد.

مفاهیم آهک مرده و آب آهک

هرگاه بر روی اکسید کلسیم (آهک زنده)آب ریخته شود، بر اثر واکنش با آب گرما ایجاد می کند
که موجب بخار شدن قسمتی از آب می شود.

در این عمل، آهک بر اثر جذب آب متورم شده سپس به صورت گرد سفیدی در می آید که اصطلاحا «آهک مرده» نامیده می شود
(زیرا در تماس با آب دیگر واکنشی از خود نشان نمی دهد) و این عمل را شکفته شدن آهک نیز
می گویند.
هر گاه مقداری آب به آهک مرده اضافه شود، به شیر آهک تبدیل می شود که اگر آن را صاف کنیم،
محلول زلالی که در حقیقت محلول سیرشده هیدروکسید کلسیم در آب است،
حاصل می شود که به آب آهک موسوم است.
آب آهک کاربردهای بسیاری در صنایع شیمیایی دارد.
مثلا در تهیه هیدروکسید سدیم ، آمونیاک ، هیدروکسید فلزات ، پرکلرین و به ویژه در
استخراج منیزیم از آب دریا بکار می رود.

انواع آهک

معمولا از سه نوع آهک در کارهای ساختمانی استفاده می شود.

• آهک چرب یا پر قوه
  این نوع آهک ،حدود چهار درصد ناخالصی همراه دارد
  مهمترین ویژگی آن این است که در تماس با آب به شدت شکفته می شود
  حجم آن تا حدود ۲.۵ برابر مقدار اولیه اش افزایش می یابد.
  مخلوط آن با شن در تماس با گاز کربنیک به سرعت خود را می گیرد و سفت می شود،
• آهک های کم قوه
  این نوع آهک از سنگ آهک هایی که ۵ تا ۶ درصد آهک دارند تولید می شود
  ناخالصی های عمده آن را اکسید آهن گل اُخری ، اکسید سیلیسیم (سیلیس) و اکسید آلومینیوم (آلومین) تشکیل می دهد.
  از ویژگیهای این نوع آهک آن است که به کندی شکفته می شود
  و ملاط حاصل از مخلوط آن با شن به آرامی در هوا سفت می شود.
• آهک های آبی
  این نوع آهک ، معمولا از سنگ آهک هایی که حدود ۶ تا ۲۲ درصد گل رس دارند، تهیه
  می شود.
  از ویژگیهای مهم این نوع آهک آن است که دور از هوا و حتی در زیر آب ،به آهستگی سفت می شود،
  در تماس با آب خیلی شکفته می شوند و با آب خمیر کم چسب تولید می کند.
  می توان این نوع آهک ها را حد واسط بین آهک های هوایی و سیمان دانست.

روشهای تهیه آهک چیست؟

روش تهیه کلی آهک ، همان حرارت دادن سنگ آهک (کربنات کلسیم) تا دمای ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد است.
هر چه دما بالاتر باشد و گاز دی اکسید کربن حاصل بهتر از محیط خارج شود،
عمل تجزیه سنگ آهک بهتر صورت می پذیرد.
تهیه انواع آهک متفاوت است که در اینجا به چند نمونه اشاره می شود.

تهیه آهک معمولی

برای تهیه این نوع آهک ، از کوره های ثابت و غیره پیوسته یا از کوره های مکانیکی استفاده
می شود.

کوره های ثابت و غیر پیوسته:
در این کوره ها که به روش سنتی کار می کنند،
خرده های سنگ آهک را در اندازه های تقریبی ۱۰ سانتیمتر روی هم می چینند و سطح آن را با کاه گل می پوشانند.
سپس از قسمت پایین با کمک سوخت تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد به آن گرما می دهند،
پس از زمان معینی گرما دادن را قطع کرده ،بعد از آنکه کوره سرد شد، آهک زنده حاصل را خارج می کنند
(چون در زمان خالی کردن ،آهک کوره کار نمی کند، از اینرو آن را کوره ثابت و غیر پیوسته می گویند.

کوره های مکانیکی و پیوسته:

این کوره ها نیز انواع مختلف دارند.

• کوره آلبرگ :که در قسمت پایین آن ، شبکه فلزی ضخیمی تعبیه شده است و بر روی آن،مخلوط زغال
  (به عنوان سوخت) و سنگ آهک را قرار می دهند.
  گرمای سوختن زغال ، دمای کوره را بالا می برد و سنگ آهک را تجزیه و به آهک تبدیل
  می کند.
  آهک حاصل از پایین شبکه فلزی و گاز دی اکسید کربن نیز از بالای کوره خارج می شود.
  عیب عمده استفاده از این نوع کوره آن است که مقداری خاکستر زغال در آهک وارد می شود.
  بازدهی این روش بین ۱۲ تا ۱۴ تن آهک در روز است.
• کوره شماتولا :این کوره شبیه کوره آلبرگ است،
  با این تفاوت که قسمت آتشدان آن در خارج از محفظه کوره قرار دارد و از اینرو ، عیب مخلوط شدن آهک با خاکستر زغال را ندارند.
• کوره های گردان : این کوره ها مشابه کوره پخت سیمان هستند. بازدهی این نوع کوره ها
• از انواع دیگر بالاتر است.

مراحل تهیه آهک های آبی

برای تهیه این نوع آهک مراحل زیر به ترتیب انجام می گیرد.
تجزیه سنگ آهک
به روشی که برای تهیه آهک گفته شد، عمل می شود. با این تفاوت که سنگ آهک انتخاب شده است،
باید مقدار قابل ملاحظه ای خاک رس همراه داشته باشد.
شکفته کردن
با دقت و مهارت کافی ، آن اندازه آب به آهک زنده اضافه می شود که فقط اکسید کلسیم
هیدراته شود و سیلیکات ها و آلومینات کلسیم آب جذب نکنند و به صورت بلورهای هیدراته
در نیایند.
برای این منظور اضافه کردن آب را باید در دمای ۲۵۰ تا ۴۰۰درجه سانتی گراد انجام داد،
زیرا در این دما سیلیکات ها ، آب جذب نمی کنند.

الک کردن

آهک را پس از شکفته شدن باید از الکهای ویژه ای عبور داد و بر اساس اندازه ذرات ، آن را به صورت زیر دسته بندی کرد.

• آهک سبک :
  که نرم ترین قسمت آن است و درجه خلوص آن نیز بالا است.
• آهک هیدرولیک معمولی :
  که از الک رد نشده است و باید آن را دوباره آسیاب و جاری کرد.
• نخاله آهک :
  شامل سنگ آهک های نپخته است که در برابر آب شکفته نمی شود و حاوی مقدار زیادی سیلیکات است.

کاربردهای مهم آهک

آهک کاربردهای زیادی در کارهای ساختمان سازی و تهیه فرآورده های صنعتی و شیمیایی دارد ازجمله :

• تهیه ظرفهای چینی :
  چینی ها در واقع از انواع سرامیک محسوب می شوند و به دو دسته چینی های اصل یا چینی های سخت و چینی های بدلی تقسیم می شوند.
• تهیه شیشه های معمولی :
  عمدتا شامل سیلیس ، کربنات کلسیم (یا آهک) ، کربنات سدیم و زغال کک است.
• تهیه سیمان :
  از سنگ آسیاب برای پودر کردن مخلوط و از کوره های ثابت استفاده می شد.
• تهیه ساروج :
  ساروج یا ملاط ، مخلوطی از آهک ، ماسه و آب است که بر خلاف سیمان در داخل آب خود را نمی گیرد و سفت نمی شود،
  ولی در مجاورت هوا به علت جذب گاز دی اکسید کربن و تشکیل سنگ آهک ، به تدریج سفت می شود.

• قندسازی :

  می توان از ریشه گیاه چغندر ، قند استخراج کرد.

• دباغی پوست :
  قبل از دباغی پوست باید عملیات آماده سازی را به منظور حذف ضایعات باقیمانده بر روی پوست، بر روی آن انجام داد.
• یکی دیگر از مصارف عمده آهک در صنایع شیمیایی و در آزمایشگاه های شیمی ، تهیه هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم و هیدروکسید آمونیوم از کلرید آمونیم است.