Oplosmiddel

'n Oplosmiddel is 'n vloeistof, vastestof of gas wat 'n ander vloeistof, vastestof of gas toelaat om daarin op te los. Algemene gebruike vir organiese oplosmiddels is droogskoonmaak (bv. tetrachloroëtileen), verfverdunner (bv. tolueen en terpentyn), naellakverwyderaar en gomoplossers (bv. asetoon, metielasetaat, etielasetaat), seep, parfuum (etanol) en in chemiese sintese.

Die gebruik van anorganiese oplosmiddels (behalwe water) is tipies beperk tot navorsingschemie en sekere tegnologiese prosesse. Oplosmiddels is gewoonlik vloeistowwe wat die vermoë het om vaste stowwe, ander vloeistowwe of gasse daarin op te los of te versprei. Sulke oplosmiddels word daagliks doeltreffend in huishoudings, laboratoria en die nywerheid gebruik.

Verskillende klasse dispersie sisteme, dit wil sê die verspreiding van 'n stof in 'n ander stof (die oplosmiddel). word onderskei: oplossings, kolloïde, en suspensies en emulsies. Die onderskeid tussen die verskillende klasse word op grond van die opgeloste stowwe se grootte en aard gemaak. Om as ŉ oplossing te kwalifiseer, moet die stof wat opgelos word (die opgeloste stof), molekules of ione (gelaaide deeltjies) met 'n diameter van 10−7 tot 10−6 mm wees, en die opgeloste stof en oplosmiddel moet tot 'n homogene mengsel verenig wees.

Dit beteken dat as die oplossing met behulp van 'n baie sterk mikroskoop bestudeer word, die opgeloste stof nie meer van die oplosmiddel onderskei kan word nie. Die bekendste en algemeenste oplosmiddel is water (H20). Wat ware mengsels vorm met byvoorbeeld ammoniak ('n gas), alkohol (ŉ vloeistof) en tafelsout ('n vaste stof). 'n Oplosmiddel moet aan sekere vereistes voldoen, want dit mag geen blywende chemiese reaksies met die opgeloste stof aangaan nie.

Omdat oplosmiddels vir 'n verskeidenheid doeleindes aangewend word, moet dit bestendig wees en ŉ lae kook punt hê. Wanneer dit gekook, gedistilleer of gekristalliseer word, moet daar geen onsuiwerhede of reste gevorm word nie. 'n Verdere voorwaarde is dat die oplosmiddel en die opgeloste stof weer deur 'n verskeidenheid van skeidingsmetodes, soos kristallisasie en distillasie, geskei moet kan word.

Die eienskap word baie in die nywerheid toegepas, byvoorbeeld vir die verkryging van sout uit seewater: die water word toegelaat om te verdamp en slegs die sout bly agter. Sekere opgeloste stowwe verkies om met spesifieke oplosmiddels te verbind omdat hulle sekere eienskappe soos elektriese ladings, grootte, ensovoorts, gemeen het. Die voorkeur word alledaags gebruik, soos wanneer koffie of tee gemaak word ('n aftreksel) of wanneer stowwe in chemielaboratoria gesuiwer word (ekstraksie).

 Soorte 
'n Mens kan op grond van die chemiese samestelling en struktuur van oplosmiddels verskillende soorte onderskei, byvoorbeeld organiese en anorganiese oplosmiddels. Die algemeenste organiese (koolstofverbindings) oplosmiddels is die koolwaterstowwe (alkane), alkohole, esters, eters, ketone en koolstofhalogeenverbindings. Water en anorganiese sure en basisse is die vernaamste anorganiese oplos- middels.

Baie oplosmiddels bevat waterstofverbindings, soos water (H2O), salpetersuur (HNO3), swaelsuur (H2SO4) en vloeibare ammoniak (NH3); die waterstof dissosieer en protone in oplossing word gevorm. 'n Ander soort is die aprotiese oplosmiddels, wat geen waterstowwe bevat nie, soos vloeibare SO2, N2O4, NOCI, SeOCI2, JCI, BrF3, AsCI3 en HgBr2. Die mate van oplosbaarheid van 'n oplosmiddel word bepaal deur ŉ aantal faktore soos temperatuur, druk en digtheid, maar die belangrikste faktor is die molekules se elektriese ladingsverdeling (polariteit).

Teoreties het atome ŉ negatief gelaaide elektron-"dop", met 'n oorwegend positief gelaaide kern, maar faktore soos die aanwesigheid van ander atome of molekules, elektriese en magnetiese velde kan subtiele veranderings in die verspreiding van ladings veroorsaak. Sulke verspreiding bring mee dat die molekule se een kant meer positief en die ander kant meer negatief gelaai is. Molekules wat sulke ladingsverskuiwing kan ondergaan, word polêre molekules genoem, en oplossings wat sulke molekules bevat, word polêre oplossings genoem.

Die bekendste polêre oplosmiddel is water, maar die meeste anorganiese sure en basisse toon dieselfde eienskap. Sommige oplosmiddels, soos die gechloreerde en aromatiese koolstofverbindings, is swak poter. Die nie-polêre oplosmiddels is stowwe soos swaelkoolstof, benseen (bensol) en die versadigde koolwaterstowwe. Die nie-polêre molekules se elektronverspreiding is te eweredig om die ontstaan van enige subtiele ladingsverspreidings te veroorsaak.

 Oplossings 
Die Latynse gesegde similia similibus solventur (letterlik "gelyke word deur gelyke opgelos") het ontstaan nadat daar gemerk is dat stowwe baie goed in chemies verwante oplosmiddels oplos. Water (H- OH) los byvoorbeeld die chemies verwante alkohole (CH3 - OH) en die monosakkariede, wat OH-groepe bevat, goed op, terwyl benseen ('n organiese stof) tolueen en swaelkoolstof swael goed oplos.

Organiese oplossings, soos asetoon in chloroform, word gevorm wanneer die asetoon molekules met behulp van swak verbindings (onder meer waterstofverbindings) na die chloroformoplosmiddel trek; die proses word solvasie genoem. Die hidrasie-effek kan verkry word wanneer polêre en/of ioniese stowwe met mekaar verbind, dit wil sê wanneer opponerende ladings mekaar aantrek en veroorsaak dat die oplossing se molekules in ŉ redelik geordende struktuur voorkom.

Aangesien verwante stowwe in mekaar oplos, los polêre stowwe en ione goed op in polêre oplosmiddels. 'n Mens kan dus voorspel dat die sterk polêre tafelsout (Na+ CI→) in polêre water sal ioniseer en 'n sterk oplossing sal vorm, terwyl die swak polêre chloroform (CHCI3) nie so goed nie en die nie-polêre koolstoftetrachloried (CCI4) glad nie oplosbaar is nie. Die verskille in oplosbaarheid kan in huishoudings en in die nywerheid toegepas word om verskillende stowwe te ekstraheer en te skei, byvoorbeeld in chromatografiese prosesse.

Omdat oplosmiddels vir 'n groot verskeidenheid doeleindes gebruik word, is die soort oplosmiddel baie belangrik. Die keuse van 'n oplosmiddel berus op die oplosbaarheid, kookpunt, vlugtigheid, digtheid, viskositeit, brandbaarheid (hier is faktore soos selfontbranding en ontploffingsgevaar belangrik), omgewingsfaktore en giftigheid (velirritasie en asemhalingversteuringsgevare). Die mengbaarheid met ander oplosmiddels is ook ŉ belangrike faktor, want 2 soorte word dikwels gemeng, terwyl die koste en herwinbaarheid eweneens belangrik is.

 Toepassings 
Oplosmiddels word in die nywerheid gebruik as bestanddeel in reinigings-, ontvettings- en vreetmiddels. Koolstofhalogeenverbindings word gebruik om olieagtige lae van metaaloppervlakke te verwyder omdat sulke stowwe baie maklik in die oplosmiddel oplos.

Die hele oplossing kan dan met 'n ander oplosmiddel van so 'n oppervlak afgespoel word. Dieselfde beginsel is ook op ontvettings- en vreetmiddels van toepassing. Oplosmiddels kan voorts gebruik word om nuttige stowwe te dra, soos in farmaseutiese preparate, waar die geneesmiddels in byvoorbeeld water opgelos word en dit as ŉ vloeistof gedrink word. Alkohol word weer in kosmetiese middels gebruik, terwyl olies insektedoders dra. 'n Ander belangrike funksie is dat dit as medium vir chemiese reaksies dien; in die verband is water in lewende organismes essensieel.

Oplosmiddels word ook aangewend as hulpmiddel in die rubber-, kleefstof-, lak- en tekstielnywerheid. In chemiese laboratoria word oplosmiddels ook in spektrumanalise of chromatografie gebruik. Huishoudelike toepassings van oplosmiddels word in reinigingsmiddels en verdunningsmateriaal aangetref. Trichloroëtileen of koolstoftetrachloried kan as bleikmiddel dien, terwyl terpentyn gebruik word om verf te verdun en spiritus en benseen om vette te verwyder. Asetoon word kosmeties gebruik om naellak te verwyder, terwyl alkohol in middels vir vetterige velle as vetverwyderaar aangewend word.

 Sien ook 
Lys van oplosmiddels

 Bronnelys 

 Wêreldspektrum, 1982, , volume 21, bl. 193

Kategorie:Oplossings