Phân loại chất tan, dung môi theo độ phân cực và khả năng hoà tan

1. Phân loại chất tan, dung môi theo độ phân cực và khả năng hoà tan

• Độ phân cực của dung môi và chất tan, phụ thuộc vào kiểu liên kết của các nguyên tử và sự sắp xếp của các nhóm nguyên tử trong phân tử.

  

Liên kết điện hoá trị hay liên kết dị cực (liên kết ion – lưỡng cực) tạo nên phân tử phân cực.

Sự có mặt các nhóm phân cực như -OH, -NH2, – SH, -CHO, -COOH, =CO, trong phân tử làm cho các chất trở nên phân cực.

Loại chất có độ phân cực trung gian giữa hai loại phân cực và không phân cực, gọi là chất bán phân cực.

• Quá trình hoà tan và tương tác tĩnh điện giữa dung môi và chất tan:

Quá trình hoà tan xảy ra khi lực hút giữa các phân tử dung môi với phân tử hoặc ion chất tan, lớn hơn lực hút giữa các phân tử, ion cùng loại.

Lực hút hay tương tác tĩnh điện giữa dung môi và chất tan có thể bao gồm các loại :

• Lực hút ion – lưỡng cực (Na+cr với H20)
• Lực hút lưỡng cực – lưỡng cực (nitrobenzen – nước)
• Lực hút lưỡng cực – khử lưỡng cực (methanol – benzen)
• Lực hút khử lưỡng cực – khử lưỡng cực (paraíìn – hexan)

Các lực tương tác trên thúc đẩy quá trình hoà tan xảy ra nhanh.

Nguyên tắc cơ bản để xét đoán khả năng hoà tan là các chất có tính chất tương tự (về độ phân cực, cấu trúc hoá học, nhóm hoá chức…) thì hoà tan trong nhau. Ví dụ: Saccharose có nhiều chức – OH dễ tan trong nước, lưu huỳnh dễ tan trong carbon sulfua…

Như vậy, các chất phân cực tan trong dung môi phân cực, không tan trong dung môi không phân cực và ngược lại, với chất không phân cực chỉ tan trong dung môi không phân cực.

Hằng số- điện môi biểu thị mức độ phân cực của một dung môi, dung môi phân cực mạnh có hằng số điện môi lớn, dung môi càng kém phân cực có hằng số điện môi càng nhỏ (bảng 2.1).

Bảng 2.1. Hằng số điện môi và khả năng hoà tan của một số dung môi Hằng số điện môi (trị số gần đúng) Dung môi Khả năng hoà tan 80 Nước Muối vô cơ, hữu cơ 50 Các glyco! Đường, tanin 30 Ethanol, methanol Dầu thầu dầu, tinh dầu 20 Các aldehyd, ceton, các alcol bậc cao, Nhựa, tinh dầu, các alcaloid, ether, ester,… các phenol… 5 Benzen, tetraclorid carbon, ether dầu Chất béo, paratin, các hoả, dầu khoáng vật, dầu thực vật hydrocarbon…

Việc phối hợp các dung môi, làm thay đổi hằng số điện môi và độ phân cực của hỗn hợp dung môi, từ đó làm thay đổi khả năng hoà tan đối với chất tan, lớn hơn nhiều so với việc dùng từng dung môi.

Liên kết hydro (liên kết bằng cầu hydro) là liên kết giữa 2 nguyên tử nhờ một nguyên tử hydro làm trung gian. Sự hình thành liên kết hydro giữa các chất với nước làm tăng độ hoà tan của các chất trong nước như đối với các chất có hoá chức alcol, amin, amid