حلال آلی چیست و چه کاربردهایی دارند

آنها ترکیبات شیمیایی هستند که از ساختارهای مولکولی مبتنی بر کربن تشکیل شده اند و حاوی حداقل یک اتم کربن به همراه چند اتم هیدروژن هستند. حلال ها به طور کلی بر اساس ساختار مولکولی خود به حلال های طبیعی و مصنوعی تقسیم می شوند که حلال های طبیعی آنهایی هستند که توسط موجودات زنده تولید می شوند و حلال های مصنوعی آنهایی هستند که از واکنش های شیمیایی بین چندین ترکیب آلی تولید می شوند.

انواع مختلفی از حلال های آلی وجود دارد. آنها بر اساس ساختار و گروه های عملکردی خود متمایز می شوند.

حلال های آلی شامل آپولار، آپروتیک قطبی و پروتیک قطبی می باشد که سه نوع اصلی آن به شرح زیر است :

 1 حلال آلیفاتیک

این حلال های آلی از گروه آلکن ها هستند. آنها حاوی حلقه های بنزن نیستند گفته می شود که آنها غیر قطبی هستند . حلال های آلیفاتیک از تقطیر روغن خام در نقطه جوش مناسب ساخته می شوند و سپس برای بهبود رنگ و بوی تحت درمان قرار می گیرند، این حلال ها در استخراج روغن مفید هستند و در رنگ ها، داروها و چسب ها استفاده می شوند. 

 2حلال های معطر 

حلال های معطر مانند آلیفاتیک غیرقطبی هستند با این حال که اینها حاوی ساختارهای حلقه‌ای مانند بنزن، تولوئن و غیره هستند و حلال‌های معطر بوی بیشتری نسبت به آلیفاتیک دارند، اما به دلیل میزان حلالیت بیشتر، برای حلال‌های صنعتی مناسب‌تر هستند
 این حلال ها عمدتاً در خودروها، رنگ ها، پوشش های دارویی، چسب ها و غیره استفاده می شوند و تقریباً 50 درصد حلال های معطر در صنایع رنگ و پوشش مورد نیاز است.

 3حلال کربونیل ها

گفته می شود که حلال های کربونیل برخلاف دو حلال دیگر قطبی هستند و این ها حاوی استر هستند و عمدتاً در پاک کننده های ناخن، پاک کننده های الکترونیکی، چسب ها، تخته های مدار، مواد طعم دهنده غذا و غیره استفاده می شوند. 

خواص حلال های آلی

حلال های آلی خواص مختلفی از خود نشان می دهند و آن ها به شرح زیر هستند :

 (1نوسانات

حلال های آلی فرار هستند. حلال های فرار آنهایی هستند که خاصیت تبخیر شدن دارند و حلال های آلی دارای این ویژگی هستند و از این رو می توانند بو را در معرض هوا آزاد کنند.

 (2 رنگ مایع

حلال های آلی در طبیعت بی رنگ هستند وزن مولکولی پایینی دارند.

 (3نقطه جوش حلال های آلی

نقطه جوش حلال های آلی کم است و به این دلیل نقطه جوش حلال های آلی است که آنها بسیار فرار هستند. 

 (4ثابت دی الکتریک حلال های آلی

ثابت دی الکتریک به قطبیت یک ماده اشاره دارد و هرچه ثابت دی الکتریک بالاتر باشد، قطبیت اهمیت ویژه بالاتر است، ثابت دی الکتریک حلال های آلی نشان می دهد که همه حلال های آلی قطبی هستند که ثابت آنها فقط درجه قطبیت آنها را تعیین می کند و به طور کلی حلال هایی با ثابت دی الکتریک بزرگتر از پنج به عنوان متضاد و حلال های کمتر از پنج غیر قطبی در نظر گرفته می شوند. 

 (5 چگالی حلال های آلی

چگالی حلال های آلی به طور گسترده ای متفاوت است که برخی از حلال‌های آلی ممکن است چگالی ‌تر از آب باشند، به همین دلیل است که به پایین فرو می‌روند. سایر حلال‌های آلی ممکن است چگالی کمتری نسبت به آب داشته باشند و بنابراین در بالای آن شناور می‌شوند. به عنوان مثال، استون دارای چگالی 0.79 گرم در میلی لیتر است و بنزن دارای چگالی 0.88 گرم بر میلی لیتر و غیره است. 

نمونه های رایج حلال های آلی

رایج ترین نمونه های حلال های آلی شامل استون، بنزن، زایلین ,اسید استیک، تتراکلرید کربن، کلروفرم و غیره می باشد

حلال های رایج قابل اندازه گیری:

استون، تولوئن، زایلن، متیل اتیل کتون (MEK) ، متیل ایزوبوتیل کتون (MIBK) ، اتیل استات، مونومر استایرن، اتیل بنزن

تفاوت حلال های آلی با حلال های غیر آلی

در سالهای اولیه توسعه شیمی، شیمیدانان تلاشهای ناموفق بسیاری برای سنتز ترکیبات آلی در آزمایشگاه ها انجام دادند و پس از شکست های متعدد، تمام تلاش های آنها بی نتیجه ماند و آنها مجبور شدند باور کنند که ترکیبات آلی را می توان با مکانیسم خاصی که فقط در داخل موجودات زنده انجام می شود سنتز کرد. از این رو، برخلاف ترکیبات معدنی، ترکیبات آلی را نمی توان در آزمایشگاه تهیه کرد.

کشف اوره عامل انقلابی در زمینه شیمی آلی بود که این کشف باعث شد در سال 1845 روی تهیه اسید استیک در آزمایشگاه کار کند و در ادامه برتلو در سال 1856 تلاش موفقیت آمیزی برای تهیه متان در آزمایشگاه بدون استفاده از هیچ موجود زنده ای انجام داد.

پس از سنتز موفقیت آمیز ترکیبات آلی مختلف در آزمایشگاه ها، نظریه نیروی حیاتی کاملاً نادیده گرفته شد و مطالعه عمیق ترکیبات آلی نشان داد که این ترکیبات عمدتاً از کربن ساخته شده اند و مطالعه ترکیبات کربن عمدتاً به عنوان شیمی آلی شناخته می شود.

تعداد زیادی از ترکیبات آلی موجود است که حاوی ذرات غیر آلی مانند نیتروژن، گوگرد، فسفر و غیره است و از این رو شیمی آلی به عنوان شیمی هیدروکربن ها و مشتقات آنها می توان تعریف کرد.

تفاوت کلی ترکیبات حلال های آلی با حلال های غیرآلی (معدنی)

ترکیبات معدنی

به طور کلی حاوی کربن نیستند
ماهیت ترکیبات آن ها از ترکیبات الکتریکی و یونی می باشد
نقطه ذوب و جوش بالایی دارند
در آب محلول می باشند
دارای هادی خوبی می باشد
غیر قابل احتراق می باشند
غیر فرار می باشند

ترکیبات آلی

عمدتا حاوی کربن ، هیدروژن ، اکسیژن می باشند
ماهیت ترکیبات آن از ترکیبات کووالانسی می باشد
نقظه ذوب و جوش کمی دارند
در آب نامحلول می باشند
از لحاظ هدایت برق دارای هادی بدی می باشند
قابل احتراق می باشند
فرار هستند

مضرات حلال های آلی

حلال های آلی از رایج ترین مواد در صنعت و تجارت هستند که سمیت آنها تا حد زیادی به دو جنبه کلیدی با ماهیت فیزیکی مرتبط است، اول اینکه آنها چربی دوست هستند و دوم بسیاری از آنها فرار هستند.

آن ها می توانند به بسیاری از قسمت های بدن شما از جمله مغز، پوست، کبد، کلیه ها و سیستم تنفسی آسیب برسانند مانند نوشیدن الکل، بیشتر آنها مضعف سیستم عصبی مرکزی هستند و می توانند باعث سرگیجه، بی نظمی، سردرد، خواب آلودگی، و احساس بالا بودن شوند. و استنشاق و قرار گرفتن در معرض غلظت های بالا در طول چندین سال ممکن است به کبد شما نیز آسیب برساند.

حلال های تولوئن، بنزن و زایلن جز سه مورد از پنج آلاینده خطرناکی که در هوا منتشر می شود هستند ، این سه ماده روی هم تقریباً 40 درصد از همه آلاینده‌های خطرناک هوا را تشکیل می‌دهند که هر ساله در هوا آزاد می‌شوند.
 برخی از مواد شیمیایی وجود دارند که معمولاً به عنوان حلال های شیمیایی استفاده نمی شوند، اما به دلیل ساختار شیمیایی مشابه، تمایل به انتشار بخارات هیدروکربنی و خواص سمی، معمولاً جزو حلال ها در نظر گرفته می شوند که اینها شامل استایرن مونومر، یک ماده پایه برای تولید پلی استایرن ها، و بسیاری از اجزای سوخت و بنزین است. 

بازار جهانی حلال های آلی

نرخ CAGR تخمین زده که حلال ها از سال 2021 تا 2031 در حدود 3.4٪ افزایش می یابد و در نتیجه انتظار می رود ارزش بازار جهانی حلال ها تا پایان سال 2031 به45.2  میلیارد دلار برسد.

رنگ ها و پوشش ها به عنوان بزرگترین مصرف کننده حلال های آلی می باشند که با سهم بازار 62.6 درصد در سال 2021-2020 ظاهر شدند

حلال های آلی به طور گسترده ای در فرآیند تولید دارویی استفاده می شوند اما با این حال، صنایع برای به حداقل رساندن استفاده از حلال ها به منظور کاهش سطح سمیت در داروها تلاش می کنند که مصرف حلال ها در صنعت داروسازی را کاهش دهند

آسیا و اقیانوسیه تسلط بر بازار حلال ها

آسیا و اقیانوسیه بیش از 40 درصد از بازار جهانی حلال ها را در سال 2021-2020 به خود اختصاص دادند