Розчинник

Здебільшого будь-яка речовина може бути розчинником для якої-небудь іншої речовини. Проте на практиці до розчинників відносять тільки такі речовини, які відповідають певним вимогам. Наприклад, розчинники повинні мати гарну, т. з. активну розчинювальну здатність, бути досить хімічно інертними по відношенню до речовини, що розчиняється, і апаратури. Розчинники, вживані в промисловості, мають бути доступними і дешевими.

Залежно від галузі промисловості до розчинників пред'являють різні інші вимоги, зумовлені особливостями виробництва. Так, для екстракції придатні розчинники, що мають вибіркову розчинювальну здатність, для інших процесів часто застосовують т.з. розчинники, що поєднуються, поліпшуючи взаємну розчинність. У електрохімічних процесах необхідні розчинники, стійкі в робочому діапазоні електродних потенціалів, і так далі.

Вода — найвідоміший і найпоширеніший на Землі розчинник.

Найбільш споживана хімічна класифікація, відповідно до якої всі розчинники підрозділяються на неорганічних і органічних. Найпоширенішим неорганічним розчинником, вживаним для великого числа неорганічних і органічних з'єднань, є вода.

Вода (Н₂О)(лат. agua) Вода (Н₂О) — найпростіша хімічна сполука водню з киснем. Є ізотопна різновидність води — вода важка. При нормальних умовах вода — безколірна, блакитнувата рідина. Вода є головною складовою частиною гідросфери. Значна кількість води у вигляді пари міститься в атмосфері. Вода входить до складу ґрунту, багатьох мінералів і гірських порід; є складовою частиною всіх живих організмів. Для життя людини вода є дуже важливою. Вона становить до 75 % загальної маси тіла людини. Особливо велика кількість її в плазмі крові, лімфі, травних соках. Основна функція води в організмі полягає в тому, що вона є розчинником більшості речовин. За участю води відбуваються важливі фізико-хімічні процеси у клітинах і тканинах. Вода має велику теплоємність, завдяки чому вона переносить тепло по всьому організмові і вирівнює температуру тіла. При випаровуванні з поверхні тіла вода забирає надлишок тепла. Вода є протонним розчинником. При заміні води на диметилформамід в якості апротонного розчинника швидкість наступної реакції зростає у 1000 разів.

• Дистильована вода (лат. Agua destillata). Розчини лікарських речовин для зовнішнього та внутрішнього застосування готують тільки на дистильованій воді. Дистильована вода найбільш широко використовується як розчинник для виготовлення ліків. Дистильована вода повинна бути безбарвною, прозорою, без запаху і смаку. рН дистильованої води повинен бути в межах 5,0-6,8. Вона не повинна містити хлоридів, сульфатів, нітратів, солей кальцію і важких металів.

Для одержання дистильованої води в аптечних умовах використовують водопровідну воду, в сільській місцевості, де немає централізованого водопостачання. Воду безпосередньо, без будь-якої обробки, дистилюють. Принцип дистиляція води полягає в наступному. Воду нагрівають в перегонній посудині до кип'ятіння і пара яка утворюється конденсують шляхом охолодження. Конденсат дистильована вода — таким чином звільняється від нелетючих домішок і стає придатна для виготовлення ліків.

• Вода для ін'єкцій (лат. Agna pro ijectionibur). Для виготовлення лікарських форм і водорозчинних препаратів (а також для очних крапель, розчини для орошення для промивання ран) використовують воду для ін'єкцій, яка незалежно від вимог до дистильованої води, повинна задовольняти потреби на відсутність пірогенних речовин.

Воду для ін'єкцій зберігають у спеціальних умовах, які виключають можливість попадання в неї мікроорганізмів із навколишнього середовища (асептичні умови). Вода для ін'єкцій придатна для виготовлення відповідних лікарських форм протягом не більше як 24 години з моменту її одержання.

• Демінералізована вода (лат. Aqua demineralisata). Одержується шляхом обезсолення водопровідної води з допомогою спеціальних іоннообмінних смол. Демінералізована вода може використовуватися для миття аптечного посуду, різноманітних упаковок. Вода демінералізована не повинна використовуватися для парентерального застосування, але може використовуватись для виготовлення всіх рідких лікарських форм, розчинів, реактивів. У випадку використання демінералізованої води для виготовлення очних ліків вона повинна бути простерилізована безпосередньо перед виготовленням ліків.

До неорганічних розчинників відносяться також: рідкий аміак — гарний розчинник для лужних металів, фосфору, сірки, солей, амінів і ін. речовин; рідкий сірчистий ангідрид — розчинник для багатьох органічних і неорганічних сполук, використовуваний, зокрема, в промисловості для очищення нафтопродуктів; розплавлені метали і солі тощо.

Велике значення мають численні органічні розчинники. Це перш за все розчинники нафтові (у тому числі і їх галогенотвірні), спирти, прості і складні ефіри, кетони, нітросполуки. Як розчинники поширені і суміші різних індивідуальних речовин, наприклад бензини, петролейний ефір, суміші спиртів і ефірів. До розчинників часто відносять також пластифікатори, що слугують для поліпшення механічних і фізичних властивостей каучуків, природних смол, поліамідів і багатьох інших високомолекулярних сполук.

Органічні розчинники дуже широко застосовуються у виробництві пластмас, лаків і фарб, синтетичних волокон, смол, клеїв в гумовій промисловості, при екстракції рослинних жирів, для хімічного чищення одягу; крім того, їх використовують для очищення хімічних сполук перекристалізацією, при хроматографічному розділенні речовин, для створення певного середовища і так далі

До органічних розчинників відносять діетиловий ефір, ацетон, спирти, петролейний ефір, бензин, скипидар, чотирихлористий вуглець та інші речовини.[1]

Розчинники умовно класифікують за характеристиками:

• за температурою кипіння — низькокиплячі розчинники (наприклад, етиловий спирт метилацетат) і висококиплячі розчинники (наприклад ксилол);
• відносній швидкості випаровування — швидковипарні і повільновипарні (як еталон часто беруть швидкість випаровування бутилацетата);
• полярності — неполярні (вуглеводні, сірковуглець) і полярні (наприклад, вода, спирти ацетон).

Технічні умови на розчиннику зазвичай містять дані і по температурі спалаху, по межах вибухонебезпечних концентрацій пари в повітрі, по тиску пари при стандартних температурах, а також по розчинювальній здатності — для якого типу речовин можна використовувати даний розчинники (для розчинення масел і жирів, смол, фарбників, каучуків натуральних і синтетичних тощо).

Розчинник, у якому відносна сила кислот і основ здатна змінюватись у широких межах: у протогенному розчиннику, кислотність якого вища за кислотність води, сила кислоти зменшується або зовсім не проявляється, сила ж основи — зростає, при тому основність сильних основ вирівнюється, а слабких або дуже слабких — диференціюється. У протофільному розчиннику з вищою за воду основністю сила кислот зростає і для сильних вирівнюється, а для слабких стає розрізняльною, зате сила основ зменшується або основні властивості зовсім нівелюються. У диференціюючих розчинниках з низькою діелектричною проникністю (типу метилізо-бутилкетону) можуть бути відтитровані як кислоти, так і основи.

Швидкості S_N2 реакцій цианіду натрію із метилбромідом у етиловому спирті та диметилформаміді (ДМФА) є неоднаковими. Хоча у обох розчинниках перебігає S_N2 реакція, у ДМФА (апротонний диполярний розчинник) швидкість реакції є суттєво вищою, ніж у етанолі (протонний розчинник).

ДМФА добре сольватує катіон натрію, що підвищує нуклеофільність CN-групи. Схильність ДМФА сольватувати аніони є малою, оскільки частковий позитивний заряд на атомі азоту є делокалізованим +I-ефектом метильних груп. Етанол за рахунок водневих зв'язків сольватує цианід-аніон, що знижує його нуклеофільність.

Параметри в сольватохромному співвідношенні Камлета — Тафта, що окремо враховують здатність розчинників бути донорами (α) або акцепторами (β) при утворенні водневих зв'язків та їх диполярність (π) при розрахунку загальної полярності розчинників.

Параметри для окремого врахування здатності розчинника брати участь у неспецифічних взаємодіях розчинник — розчинене (це зокрема діелектрична проникність ε та індекс рефракції nD) і в специфічних взаємодіях між ними (основність чи нуклеофільність В та кислотність чи електрофільність Е) при оцінці загальної полярності розчинника.