TOPILO: KONCEPT, VRSTE IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

Topilo je komponenta raztopine ali raztopine, ki se nahaja v največji delež. Topi topilo, drugo manjšo sestavino raztopine, ki ni nič drugega kot homogena zmes, ki ne predstavlja prekinitve.

Topilo je običajno tekočina, v glavnem voda, ki se šteje za univerzalno topilo. Poleg vode je raztopina običajno sestavljena iz trdnega topila, ki se v njej popolnoma raztopi. Toda topilo je lahko trdno snov in topljena tekočina. Ta primer bi lahko bil primer amalgama, ki ga tvorijo živo srebro in kovina.

Ta steklena posoda vsebuje tekočo vodo, univerzalno topilo. Vir: Pixabay.

Na drugi strani je zrak raztopina, ki jo tvori dušik, ki se ga obravnava kot topilo, ker je v večjem deležu; in skupina plinov, kot so kisik, ogljikov dioksid, vodna para itd., ki delujejo kot topila.

V raztopini so molekule topila razporejene okoli molekul topne snovi v pojavu, imenovanem solvacija; pravilneje imenujemo hidratacija, če gre za vodo kot topilo. Postopek solvacije je v osnovi eksotermičen.

Vrste topil

Topila razvrščamo med polarne in nepolarne.

- Polar

Sestavljene so iz molekul z nehomogeno porazdelitvijo električnega naboja; torej polarne molekule. Polarna topila imajo običajno visoko dielektrično konstanto.

Dielektrična konstanta topila je brezdimenzionalna konstanta in na nek način meri zmožnost topila, da v raztopini zadrži električne naboje.

Če se natrijev klorid raztopi v vodi, se kation (Na ⁺ ) poveže z anionom (Cl ^- ) in tvori oborino natrijevega klorida. Voda zaradi svoje visoke dielektrične konstante preprečuje to združitev.

Polarna topila imajo dielektrično konstanto večjo od 15, voda pa je najvišja (80). Na splošno imajo ta topila sposobnost tvorjenja vodikovih vezi s topili, poleg tega, da z njimi delujejo preko dipol-dipolnih sil.

Zato so interakcije med polarnimi topili in polarnimi topili zelo močne. Poleg tega imajo molekule polarnih topil velike dipolne trenutke in lahko povzročijo solvacijo električno nabitih molekul med interakcijami med naboji nasprotnega znaka.

Protska topila

Protičnih topilih imajo OH in NH skupin, kot so voda (HOH) in etanol (CH ₃ CH ₂ OH). Te skupine omogočajo tvorbo vodikovih vezi, kar omogoča to topila za raztapljanje številnih topljenih snovi.

Protska topila imajo običajno dielektrične konstante večje od 15; čeprav ima ocetna kislina, protonsko topilo, dielektrično konstanto 6,2. Voda ima visoko vrednost tako za dielektrično konstanto (80) kot za dipolni moment (1,85).

Gostota vode (1,00 g / cm ³ ) je eno najvišjih med protočnimi topili. Vendar ima mravljična kislina gostoto 1,21 g / cm ³ , ocetna kislina pa vrednost gostote 1,049 g / cm ³ .

Protska topila favorizirajo nukleofilne reakcije substitucije (SN1).

Aprotska topila

Ta topila nimajo OH in NH skupin, ki omogočajo tvorbo vodikovih vezi; kot je primer aceton (CH ₃ C = OCH ₃ ). Zato ima ta vrsta topila nižjo sposobnost solvacije sestavin soli kot protonska topila.

Večina aprotičnih topil ima dielektrične konstantne vrednosti večje od 15, razen izjem sta tetrahidrofuran (7,5) in etil acetat (6,02).

Obstaja več aprotičnih topil, ki imajo večji dipolni moment kot voda. Med njimi: aceton (2,88), dimetilformamid (3,82), dimetilsulfoksid (3,96), nitrometan (3,56) in propilen karbonat (4,9).

Obstajajo aprotična topila z gostoto večje od vode: dimetilsulfoksid (1.092 g / cm ³ ), nitrometan (1.137 g / cm ³ ) in propilen karbonat (1.205 g / cm ³ ).

Aprotična topila favorizirajo nukleofilne reakcije substitucije (SN2).

- nepolarno

Zanje je značilno, da imajo dielektrično konstanto manjšo od 15, zelo nizek dipolni moment, interakcije s solutnimi molekulami pa so šibke (londonske ali disperzijske sile).

Nepolarna ali apolarna topila se ne mešajo s polarnimi topili. Poleg tega soli ne raztapljajo učinkovito, saj ne morejo proizvesti solvacije svojih ionskih komponent; prav tako ne morejo iz njih izhajati ioni, za razliko od vode (H ₃ O ⁺ in OH ^- ).

Del nepolarnih topil ima dipolne trenutke enake nič, med njimi: pentan, heksan, cikloheksan in benzen. Medtem je zaradi diklorometana (1,60) največjo vrednost za dipolni moment zaradi prisotnosti klora.

Nepolarna topila so primerna za raztapljanje nepolarnih topil, prav tako večina maščob in olj.

Primeri topil

Toluen

To je aromatično topilo (sinonim za metilbenzen), ki se uporablja za povečanje oktanskega števila bencina. Uporablja se pri predelavi barv, smol, premazov, gum, detergentov, zdravil, parfumov in saharina.

Ksilen

Je sinonim za dimetilbenzen, ki se uporablja kot topilo za smole, laki, gumo, črnila, emajle in kot reaktivno gorivo. Je tudi sredstvo za razmaščevanje, ki se uporablja pri proizvodnji epoksidnih smol in pri pripravi parfumov, insekticidov in repelentov.

Etil acetat

Uporablja se v laboratorijih za droge za ekstrakcijo antibiotikov. Medtem se v industriji barv uporablja za raztapljanje sintetičnih smol, ki se uporabljajo pri pripravi barv. Uporablja se tudi v dišavah, barvilih in aromah.

Aceton

Uporablja se pri proizvodnji celuloznega acetata, barv, lakov, lepil in barvil serije difenilamin. Uporablja se pri pridobivanju maščob in olj, pa tudi pri njihovem čiščenju. Doma se uporablja za odstranjevanje laka za nohte in barve.

Etilen metil keton

Uporablja se pri proizvodnji topil za premaze, lepila in magnetne trakove. Uporablja se tudi pri črpanju maščob, olj in voskov iz naravnih in sintetičnih smol. Poleg tega se uporablja pri proizvodnji tiskarskih črnil, sintetičnega usnja, celofana in aluminijastih ovojnih folij.

Perkloretilen

Uporablja se pri kemičnem čiščenju oblačil in pri odstranjevanju madežev.

Acetat butila

Uporablja se pri čiščenju penicilina.

Izopropil alkohol

Uporablja se kot lokalno dezinfekcijsko sredstvo in kot topilo za čiščenje in čiščenje avtomobilskih vetrobranskih stekel.

Kloroform

To je nepolarno topilo, ki se v kemičnih čistilih uporablja kot topilo za maščobe pri suhem čiščenju. Uporablja se kot topilo in razmaščevalec v mnogih industrijskih postopkih. V molekularni biologiji se uporablja pri ekstrakciji DNK v celičnih lizatih.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedija. (2019). Topilo. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. Dipolni trenutek. Pridobljeno: biorom.uma.es
4. Kemični varnostni učinki. (2019). Topila. Pridobljeno s: chemicalsafetyfacts.org
5. Tržišče. (16. maj 2011). Vrste topil in njihova uporaba. Pridobljeno: markettizer.com
6. Steven A. Hardinger. (2017). Ilustrirani glosar organske kemije: topilo. Pridobljeno: chem.ucla.edu