ตัวทำละลายคืออะไร?

โซลูชั่นมีอยู่ทุกที่ น้ำตาในดวงตาของคุณเป็นสารละลายของน้ำและเกลือ และน้ำหวานในดอกไม้เป็นสารละลายของน้ำและน้ำตาล ในวิชาเคมีและชีววิทยา สารละลายประกอบด้วยตัวทำละลายและตัวถูกละลาย และตามคำนิยาม ตัวทำละลายเป็นส่วนประกอบที่มีความเข้มข้นสูงกว่า สารละลายมักจะเป็นของเหลว แต่ไม่จำเป็น โลหะผสมเป็นตัวอย่างของสารละลายที่เป็นของแข็ง ในการทำสแตนเลส ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตเพิ่มโครเมียมหลอมเหลวลงในเหล็กหลอมเหลวแล้วปล่อยให้ส่วนผสมเย็นลง ในกรณีของเหล็กกล้าไร้สนิม ความเข้มข้นของเหล็กจะสูงกว่า จึงเป็นตัวทำละลายและโครเมียมเป็นตัวถูกละลาย

เพื่อให้มีคุณสมบัติเป็นสารละลาย ตัวทำละลายต้องมีตัวถูกละลาย การละลายเป็นกระบวนการไฟฟ้าสถิตโดยที่โมเลกุลของตัวทำละลายล้อมรอบโมเลกุลของตัวถูกละลายและบังคับให้แยกออกจากกัน สารละลายไม่ใช่สารแขวนลอยหรืออิมัลชัน ซึ่งเป็นของเหลวที่มีอนุภาคที่ไม่ละลายน้ำ อีกคำหนึ่งสำหรับส่วนผสมประเภทนั้นคือคอลลอยด์ เนื่องจากอนุภาคมีขนาดใหญ่และไม่ละลายน้ำ ทำให้ส่วนผสมมีลักษณะขุ่นหรือคล้ายน้ำนม เมื่อพูดถึงน้ำนม นมเป็นตัวอย่างคลาสสิกของส่วนผสมคอลลอยด์

น้ำเป็นหนึ่งในตัวทำละลายที่คุ้นเคยและดีที่สุดในโลก และเหตุผลก็เพราะโมเลกุลของน้ำมีขั้วสูง กลไกในการละลายตัวถูกละลายใช้กับตัวทำละลายที่มีขั้วเหมือนกันทั้งหมด เช่น เมทานอล เรขาคณิตของโมเลกุลทำให้ปลายขั้วบวกและขั้วลบชัดเจน และความสามารถในการโต้ตอบทางไฟฟ้าสถิตกับโมเลกุลของตัวถูกละลายในขั้ว โมเลกุลของน้ำถูกดึงดูดไปยังโมเลกุลของตัวถูกละลายที่มีประจุไฟฟ้า ถ้าแรงดึงดูดแรงพอที่จะทำให้โมเลกุลของตัวถูกละลายออกจากกันและกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ตัวละลายที่ไม่มีขั้ว เช่น ไขมัน น้ำมัน และจารบี จะไม่ละลายในน้ำ อย่างดีที่สุดพวกเขาจะสร้างอิมัลชัน

ตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรด์และเบนซีน ยังละลายตัวถูกละลายด้วยการดึงดูดด้วยไฟฟ้าสถิต อิเล็กตรอนตัวทำละลายมักจะจับกลุ่มกันที่ด้านหนึ่งของโมเลกุลและดึงดูดโมเลกุลตัวถูกละลายที่ไม่มีขั้วที่มีขนาดใหญ่ในทำนองเดียวกัน นี่คือลักษณะที่จาระบี ไขมัน และน้ำมัน ซึ่งจะไม่ละลายในน้ำ จะละลายในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว

นอกจากความเป็นขั้วแล้ว นักเคมียังจัดประเภทตัวทำละลายตามองค์ประกอบทางเคมี ตัวทำละลายอนินทรีย์ซึ่งมีน้ำและแอมโมเนียเป็นตัวอย่าง ไม่มีคาร์บอน ตัวทำละลายอินทรีย์ (ที่มีคาร์บอน) สามารถให้ออกซิเจนได้ ซึ่งหมายความว่ามีออกซิเจน ตัวอย่าง ได้แก่ แอลกอฮอล์ คีโตน และไกลคอลอีเทอร์ ตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่านั้น ตัวอย่างน้ำมันเบนซิน เบนซิน โทลูอีน และเฮกเซน สุดท้าย ตัวทำละลายที่มีฮาโลเจนประกอบด้วยหนึ่งในฮาโลเจน: คลอรีน (Cl), ฟลูออรีน (F), โบรมีน (Br) หรือไอโอดีน (I) คาร์บอนเตตระคลอไรด์ คลอโรฟอร์ม และคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) เป็นตัวอย่างบางส่วนของตัวทำละลายที่มีฮาโลเจน

คำว่า "ตัวทำละลาย" ถูกโยนทิ้งไปอย่างไม่ระมัดระวังในโลกของเทคโนโลยีสี ในทางเทคนิค สีทั้งหมดมีตัวทำละลาย ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญ อย่างไรก็ตาม เมื่อนักเทคโนโลยีสีเรียกสีว่า "แบบใช้ตัวทำละลาย" พวกเขากำลังพูดถึงสีที่ไม่มีน้ำ มันอาจมีน้ำมันสนหรือตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ จำนวนหนึ่ง รวมทั้งโทลูอีน ไซลีน หรือมิเนอรัล สปิริต ตามภาษาที่ไม่แน่ชัดนี้ สิ่งที่ตรงกันข้ามกับสีที่ใช้ตัวทำละลายคือสีที่ใช้น้ำ แม้ว่าน้ำน่าจะเป็นตัวทำละลายที่ดีที่สุดในโลก ไปคิด