Dung môi là gì? Ứng dụng dung môi trong đời sống

Chu Văn An

Dung môi là hóa chất quan trọng, được sử dụng trong đời sống con người và sản xuất công nghiệp. Vậy dung môi là gì? Chúng có những tính chất đặc trưng nào? Công dụng của dung môi trong cuộc sống? Hãy cùng tìm hiểu về loại hóa chất này để giải đáp câu hỏi trên qua bài viết dưới đây.

1. Dung môi là gì?

Dung môi là chất hóa học có khả năng hòa tan các chất khác (rắn, lỏng, khí) để tạo thành chất đồng nhất. Dung môi còn tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau như rắn, lỏng hoặc khí. Với mỗi chất cụ thể, lượng dung môi cần hòa tan sẽ khác nhau cũng như điều kiện môi trường quy định trong quy định.

Dung môi có nhiều ứng dụng và là một loại hóa chất phổ biến trong đời sống cũng như trong công nghiệp. Hầu như mọi ngành công nghiệp sản xuất đều cần sử dụng dung môi để điều chế các hợp chất và hỗn hợp pha loãng. Dung môi cũng được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm phục vụ nghiên cứu khoa học.

Dung môi là gì?

2. Phân loại dung môi

Dung môi có thể được phân loại theo nhiều cách. Phổ biến nhất trong số đó dựa trên bản chất hóa học và hằng số điện môi của từng dung môi.

2.1 Phân loại theo bản chất hóa học

Theo cách phân loại này, chúng ta sẽ chia dung môi thành hai loại chính: dung môi hữu cơ và dung môi vô cơ.

• Dung môi hữu cơ: Đây là những dung môi có chứa gốc cacbon. Dung môi hữu cơ có thể là hợp chất hydrocarbon, este, ete, amin, axit cacboxylic. andehit, xeton… Dung môi hữu cơ được sử dụng rất phổ biến, trong các quy trình sản xuất hóa chất hữu cơ, sản xuất sơn, giặt khô, tẩy dầu mỡ… Các dung môi này có đặc tính cơ bản là dễ sử dụng. bay hơi, ảnh hưởng tới sức khỏe con người khi tiếp xúc qua đường hô hấp. Một số dung môi hữu cơ rất độc hại và gây ra nhiều bệnh nghiêm trọng, trong đó có ung thư.
• Dung môi vô cơ: Đây là loại dung môi không chứa gốc cacbon, điển hình là dung môi nước. So với dung môi hữu cơ, dung môi vô cơ ít phổ biến hơn.

2.2 Phân loại dựa trên hằng số điện môi

Dung môi có thể được chia thành hai loại: dung môi phân cực và không phân cực. Hằng số điện môi không phải là thước đo độ phân cực duy nhất mà được sử dụng phổ biến hơn các phương pháp khác. Chúng ta sẽ dựa vào hằng số điện của dung môi và độ phân cực của nước làm tiêu chuẩn. Ở 20 độ C, hằng số điện môi của nước là 80,10, từ đó dung môi được chia thành 2 nhóm chính:

– Dung môi phân cực: Là những dung môi có hằng số điện môi lớn hơn 15, thành phần dung môi là các phân tử phân cực, điển hình nhất là nước. Loại dung môi này được chia thành hai loại: dung môi không proton và dung môi protic.

• Dung môi protic hòa tan các anion (chất tan tích điện âm) rất mạnh thông qua liên kết hydro, điển hình như nước.
• Các dung môi không độc hại như axeton hoặc diclometan có xu hướng có mômen lưỡng cực lớn (tách một phần điện tích dương và một phần điện tích âm trong cùng một phân tử) và hòa tan các chất tích điện dương thông qua lưỡng cực âm.

– Dung môi không phân cực: Đây là những dung môi có hằng số điện môi nhỏ hơn 15. Các phân tử tạo nên dung môi này không có cực tính ở hai đầu phân tử. Ví dụ như xăng, benzen, xyclohexan…

Một số dung môi hữu cơ thông dụng

3. Tính chất đặc trưng của dung môi

3.1 Điểm sôi của dung môi

Mỗi dung môi sẽ có nhiệt độ sôi khác nhau dựa trên cấu trúc phân tử của từng chất, trọng lượng phân tử, liên kết hóa học giữa các phân tử… Có những dung môi có nhiệt độ sôi rất thấp, chúng bay hơi ngay cả ở nhiệt độ bình thường như dichloromethane, dietyl ete hay axeton … Trong khi đó, các dung môi có nhiệt độ sôi cao như nước, để bay hơi nhanh, cần nhiệt độ cao hơn, không khí tuần hoàn hoặc môi trường chân không. không… Tương đối, nếu khối lượng phân tử tương đương thì dung môi phân cực có nhiệt độ sôi cao hơn dung môi không phân cực.

3.2 Mật độ dung môi

Mật độ được định nghĩa là tỷ lệ giữa mật độ của một chất với mật độ của chất tham chiếu, thường là nước. Hầu hết các dung môi có mật độ thấp hơn nước. Điều đó có nghĩa là chúng nhẹ hơn nước. Đối với dung môi không phân cực, khi pha với nước, chúng nhẹ hơn và nổi trên mặt nước tạo thành lớp riêng biệt. Đối với những dung môi có tỷ trọng lớn hơn nước như dung môi halogen, glycerin, ethylene glycol thì chúng sẽ chìm xuống đáy còn nước sẽ nổi lên trên. Đây là một tính chất quan trọng được ứng dụng trong quá trình tách chiết các hợp chất trong tổng hợp hữu cơ.

Thông thường, trọng lượng riêng sẽ được sử dụng phổ biến hơn để thay thế cho mật độ. Trọng lượng riêng được định nghĩa là tỷ lệ giữa mật độ của dung môi và mật độ của nước ở cùng nhiệt độ.

3.3 Tính dễ cháy

Hầu hết các dung môi hữu cơ đều dễ cháy. Tính dễ cháy phụ thuộc vào độ bay hơi của dung môi. Chúng thường nặng hơn không khí nên sẽ tồn tại gần mặt đất và có thể lan nhanh trên diện rộng. Hơi dung môi kết hợp với không khí có thể tạo thành hỗn hợp dễ nổ.

Metanol là dung môi dễ cháy

3.4 Sự hình thành peroxit dễ nổ

Các chất như dietyl ete, tetrahydrofuran (THF), Diisopropyl ete có khả năng tạo ra peroxit hữu cơ và các chất này rất dễ phát nổ khi tiếp xúc với oxy và ánh sáng. Diisopropyl ether là một trong những dung môi dễ nổ nhất.

4. Ứng dụng dung môi trong đời sống

Dung môi là thành phần không thể thiếu trong sản xuất, chế biến công nghiệp cũng như nhiều lĩnh vực của đời sống. Các ứng dụng phổ biến của dung môi bao gồm:

Trong công nghiệp sản xuất:

• Công nghiệp sản xuất sơn: Dung môi được dùng làm chất pha loãng sơn, chất tăng tốc độ bay hơi hoặc làm chất trung gian hòa tan các chất chống rêu mốc, chống nấm mốc, bảo vệ lớp sơn luôn đẹp và bền. Một số dung môi thường được sử dụng trong sản xuất sơn bao gồm axeton, toluene, xylene,…
• Công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa: Dung môi được dùng làm chất tẩy sơn, tẩy sơn móng tay (acetone), chất tẩy nhờn kim loại, chất tẩy bề mặt…
• Ngành mực in: Dung môi hữu cơ được dùng để in chữ, in màu, pha mực cho tạp chí, báo, sách,…. Các dung môi phổ biến được sử dụng trong ngành mực in là ethyl acetate, xylene, butyl carbitol…
• Trong ngành sản xuất mỹ phẩm, dược phẩm: Nhiều dung môi là thành phần có trong mỹ phẩm giúp hòa tan nhiều thành phần dinh dưỡng giúp chúng hoạt động hiệu quả. Dung môi còn là hóa chất quan trọng giúp ích trong quá trình điều chế, chiết xuất hoạt chất trong dược liệu, bào chế ra nhiều loại thuốc như penicillin, aspirin, thuốc mỡ…
• Dung môi còn được sử dụng trong sản xuất keo, nhựa, cao su, tổng hợp polyme, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ…
• Dung môi Monoethylene Glycol được sử dụng làm chất truyền nhiệt đối lưu như trong ô tô. Một số dung môi thích hợp được đưa vào đường dẫn gas, xăng để chống đóng băng vào mùa đông.
• Dung môi còn phục vụ nhiều hoạt động trong phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học…

Dung môi dùng để pha sơn

5. Ảnh hưởng của dung môi đến con người và môi trường

Dung môi là một chất không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Bên cạnh những lợi ích mang lại, nhiều dung môi còn có những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường.

5.1 Tác động của dung môi đến sức khỏe con người

Dung môi có thể ảnh hưởng đến con người thông qua nhiều cách như qua đường hô hấp, tiếp xúc với da và đường tiêu hóa. Dung môi có thể gây nhiễm độc thần kinh, tổn thương gan, thận, suy hô hấp, viêm da, ung thư…

Dung môi hữu cơ dễ bay hơi nên thường ảnh hưởng đến con người khi đi vào qua đường hô hấp. Các dung môi như dietyl ete và chloroform được sử dụng làm thuốc gây mê và giảm đau trong y học. Khi hít phải hơi dung môi có thể xuất hiện các triệu chứng như nhức đầu, chóng mặt, choáng váng, buồn nôn, nôn mửa, co giật, khó thở… Nhiều loại dung môi có thể gây bất tỉnh đột ngột khi hít phải lượng lớn. Ví dụ, Toluene có thể gây mất thăng bằng, đau đầu và rối loạn cảm giác khi hít phải một lượng nhỏ. Nếu nồng độ cao hơn có thể gây ảo giác, ngất xỉu.

Dung môi còn ảnh hưởng đến con người qua đường tiêu hóa. Ví dụ, rượu ethanol nếu dùng với lượng khuyến cáo có thể kích thích tiêu hóa, an thần nhưng khi lạm dụng sẽ gây ngộ độc và tổn thương gan nghiêm trọng. Ngộ độc khi uống nhầm Metanol rất nghiêm trọng, có thể gây mù vĩnh viễn, thậm chí tử vong.

Có những dung môi tích tụ với lượng đủ lớn trong cơ thể và gây ra nhiều bệnh khác nhau. Điển hình là benzen gây rối loạn máu và tăng bạch cầu; Rối loạn oxy hóa – khử của tế bào, gây chảy máu, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản. Cơ thể cũng bị nhiễm độc, biểu hiện bằng các triệu chứng như chóng mặt, buồn nôn, suy hô hấp, nguy hiểm đến tính mạng.

Nếu hít phải hơi dung môi, bạn có thể bị đau đầu và chóng mặt

5.2 Tác động của dung môi đến môi trường

Dung môi cũng có tác động tiêu cực đến môi trường. Dung môi dễ bay hơi gây ô nhiễm môi trường không khí. Khi dung môi tràn, rò rỉ vào đất, nước sẽ gây ô nhiễm nguồn đất, nước mặt, nước ngầm… Theo thống kê, trên toàn thế giới có tới 5.000 khu vực bị ô nhiễm dung môi dưới bề mặt. , điều này đặc biệt có hại cho sức khỏe nếu các chất ô nhiễm thấm vào các lớp nước sâu hơn. Ô nhiễm nước gây nguy hiểm cho các hệ sinh thái dưới nước, các loài thủy sản, cá, tôm… sống dưới nước. Ô nhiễm gây ra nhiều hậu quả, từ môi trường sống, sức khỏe con người và thiên nhiên.

Như vậy chúng ta đã hiểu dung môi là gì cũng như vai trò của chúng trong cuộc sống. Dung môi là thành phần quan trọng và không thể thiếu nên khi sử dụng và bảo quản dung môi bạn cần hết sức cẩn thận tránh để dung môi rò rỉ ra môi trường. Khi tiếp xúc với dung môi, chúng ta cần trang bị quần áo bảo hộ cẩn thận để hạn chế độc tính của chúng đối với sức khỏe.