Растворители

РАСТВОРИТЕЛИ, неорг. или орг. соединения, а также смеси, способные растворять разл. в-ва. Для смесей жидкость-газ и жидкость - твердое тело растворителем обычно считают жидкость, для двух- и многокомпонентных р-ров растворителем считают компонент, содержание к-рого существенно выше содержания остальных компонентов.

Растворители могут быть классифицированы по хим. строению, физ. св-вам и кислотно-основным св-вам.

По хим. строению растворители делят на органические и неорганические. Органические растворители принадлежат к след. классам соед.: алифатич. и ароматич. углеводороды (см. также Нефтяные растворители), их галогено- и нитропроизводные, спирты, карбоновые к-ты, простые и сложные эфиры, амиды к-т, нитрилы, кетоны, сульфоксиды и др. Важнейший неорганический растворитель-вода. К неорганическим растворителям относят легкоплавкие галогениды (напр., BrF₃), оксогалогениды (напр., сульфу-рилхлорид, тионилхлорид), азотсодержащие растворители (жидкий NH₃, гидразин, гидроксиламин и др.), а также жидкий SO₂, фтористоводородная к-та и др., в нек-рых случаях применяют легкоплавкие металлы (галлий, олово и др.). Относительно новая группа неорганических растворителей-расплавы солей, к-рые, будучи электролитами,-отличные растворители для солей и металлов, пригодны также в качестве среды для проведения орг. р-ций. Используют как легкоплавкие солевые расплавы (нитратные, ацетатные), так и относительно тугоплавкие (галогенидные, боратные, фосфатные, молибдатные, вана-датные и т. п.). Широко применяют расплавы оксидов (РbО, Bi₂O₃, В₂О₃), а также смешанные (напр., РbО + PbF₂).

Растворители можно классифицировать по физ. св-вам. (Св-ва растворителей см. на форзаце в конце тома). Растворители с т-рой кипения ниже 100 °С при 760 мм рт. ст. относят к низкокипящим, с т-рой кипения выше 150°С-к высококипящим.

По степени летучести растворители подразделяют на легколетучие, среднелетучие и труднолетучие. Летучесть зависит от теплоты испарения, а не от т-ры кипения.

По вязкости растворители подразделяют на маловязкие (менее 2 мПа·с при 20 °С), средней вязкости (2—10 мПа·с) и высоковязкие (более 10 мПа·с).

В соответствии с наличием или отсутствием дипольного момента и величиной диэлектрич. проницаемости 8 различают растворители полярные и неполярные. Кроме того, молекулы растворителей могут выступать в качестве доноров (акцепторов) протонов или электронов. Различают четыре группы растворителей: 1) протонные (вода, спирты, карбоновые к-ты и др.), к-рые являются хорошими донорами протонов и обладают высокой диэлектрич. проницаемостью (e > 15); 2) апротонные диполяр-ные (нек-рые апротонные амиды, кетоны, сульфоксиды и др.), обладающие высокой диэлектрич. проницаемостью, но не обладающие донорно-акцепторными св-вами; 3) электро-нодонорные (напр., эфиры); 4) неполярные (сероуглерод, углеводороды), к-рые обладают низкой диэлектрич. проницаемостью (e < 15) и не обладают донорно-акцепторными св-вами ни по отношению к водороду, ни по отношению к электрону.

О специфич. классификации растворителей для полимеров см. Растворы полимеров.

К физ. характеристикам относят также растворяющую способность, определяемую показателем КБ (каури-бутанол),-кол-во растворителя, добавляемого к 20 г 33%-ного р-ра смолы каури в бутиловом спирте до помутнения р-ра (чем выше КБ, тем растворяющая способность больше).

Растворители также классифицируют в зависимости от их пожаро-и взрывоопасности, токсичности и др.

По кислотно-основным св-вам растворители могут быть кислотными, основными и нейтральными:

Различают применение растворителей для технол. целей и в качестве среды для проведения хим. р-ций. Как технол. ср-во растворители используют в лакокрасочной, текстильной, фармацевтич., парфюм., мед. лром-сти, при произ-ве ВВ, в с. х-ве.

В лакокрасочной пром-сти растворители-компоненты лакокрасочных материалов, обеспечивающих растворение пленкообразующих в-в (ксилол, толуол, скипидар, спирты, кетоны, ацетаты и др.), в текстильной пром-сти растворители используют для крашения, а также для хим. чистки одежды (перхлорэтилен, 1,1,1-трихлорэтан, хладон 113). Широко применяют растворители для обезжиривания металлов и их сплавов как в условиях холодной очистки (метиленхлорид, спирты, 1,1,1-трихлорэтан, хладон 113), так и в процессе парожидкостного обезжиривания (трихлорэтилен, перхлорэтилен, бензин, керосин и др.). При обезжиривании металлич. пов-стей, особенно состоящих из цветных металлов или их сплавов, хлоруглево-дороды и нек-рые другие растворители обязательно стабилизируют спец. в-вами для предотвращения разложения растворителей.

Очень важна роль растворителей как среды для проведения хим. р-ций. Растворители не только создают гомог. среду, обеспечивая контакт между реагирующими частицами (ионами, молекулами), но и влияют на порядок и скорость хим. р-ций благодаря взаимод. с исходными, промежут. в-вами и продуктами. Растворители влияют также на хим. равновесие. Так, равновесие диссоциации к.-л. к-ты зависит от основности или, соотв., кислотности растворителя, а также от его диэлектрич. проницаемости и способности растворителя сольватировать частицы растворенных в-в (см. Реакции в растворах, Сольватация). Существует ряд эмпи-рич. зависимостей между св-вами растворителей и скоростью и направлением хим. р-ции (см. Корреляционные соотношения).

В хим. технологии и лаб. практике растворители используют для процессов перекристаллизации и экстракции, в спектроскопии и хроматографии, в аналит. химии (напр., для титрования) и др.

Выбор оптимального растворителя с целью его практич. использования определяется суммой разл. факторов: физ. св-вами, растворяющей способностью, стабильностью при воздействии т-ры, света, влаги, примесей и т. д., пожаро- и взрывоопасными св-вами, токсичностью, доступностью и стоимостью.

Проблема утилизации растворителей имеет исключительно важное значение с экономич., санитарно-гигиенич. и экологич. точек зрения. Наиб. экономичные процессы утилизации растворителей-возврат их в рабочий цикл с помощью рекуперации и регенерации. Рекуперацию растворителей (улавливание с возвратом) осуществляют конденсационным, абсорбционным или адсорбционным методом. Последний метод получил наиб. распространение. В качестве адсорбентов используют активир. уголь или др. пористые в-ва (напр., силикагель). Регенерируют растворители перегонкой (иногда с водяным паром) или ректификацией; образующийся остаток сжигают.

Лит:. Одрит Л., Клейнберг Я., Неводные растворители, пер. с англ., М., 1955; Органические растворители, пер. с англ., М., 1958; Райхардт X., Растворители в органической химии, пер. с нем., Л., 1973; Энтелис С. Г., Тигер Р. П., Кинетика реакций в жидкой фазе, М., 1973; Дринберг С. А., Ицко Э.Ф., Растворители для лакокрасочных материалов, 2 изд., Л., 1986; Трегер Ю.А., Карташов Л.М., Кришталь Н. Ф., Основные хлороргани-ческие растворители, М., 1984; Фиалков Ю.Я., Растворитель как средство управления химическим процессом, Л., 1990. Ю.А. Трегер.