Rozpuszczalnik to ciecz zdolna do tworzenia roztworu po zmieszaniu z ciałem stałym, inną cieczą lub gazem. Najbardziej znanym rozpuszczalnikiem jest niewątpliwie woda.
Większość rozpuszczalników to związki chemiczne o małej lepkości i stosunkowo niskiej temperaturze wrzenia. Mała lepkość powoduje, że mogą one dość łatwo penetrować rozpuszczaną substancję, zaś niska temperatura wrzenia umożliwia ich oddestylowywanie i parowanie.
Stężeniem roztworu nazwa się stosunek ilości substancji rozpuszczanej do rozpuszczalnika. W zależności od przyjętego sposobu obliczania tego stosunku rozróżnia się stężenie molowe i stężenie procentowe. Rozpuszczalność z kolei to maksymalne stężenie jakie można uzyskać rozpuszczając związek chemiczny w danym rozpuszczalniku.
Zastosowania rozpuszczalników
Rozpuszczalniki stosuje się do:
przeprowadzania reakcji chemicznych - podstawowym warunkiem dla związku chemicznego pełniącego rolę rozpuszczalnika do reakcji jest jego chemiczna inertność - czyli nie reagowanie ani z substratami ani z produktami reakcji, chociaż rozpuszczalniki wchodzą zwykle w swoiste interakcje z rozpuszczonymi związkami takie jak solwatacja czy tworzenie z nimi nietrwałych związków kompleksowych, lub wiązań wodorowych.
przeprowadzanie ekstrakcji - czyli procesu wymywania określonych związków chemicznych z np. osadów, minerałów czy roślin.
rozcieńczanie substancji, które użyte w stanie czystym byłyby zbyt agresywne chemiczne
czyszczenia, które polega na rozpuszczaniu nieporządanych substancji w rozpuszczalniku a następnie usuwania całości mechanicznie.
Podział rozpuszczalników
Podstawowy podział rozpuszczalników wynika z ich własności fizycznych i chemicznych.
Ze względu na własności fizyczne rozpuszczalniki dzieli się je na dwie podstawowe grupy:
niepolarne (apolarne) - które są tworzone przez związki chemiczne posiadające zerowy, albo bardzo mały moment dipolowy
polarne - które są tworzone przez związki chemiczne o znacznym momencie dipolowym.
Ze względu na własności chemiczne dzieli się je z kolei na:
protonowe - tj. posiadające w swojej strukturze tzw. kwaśne atomy wodoru, które mogą być łatwo odszczepiane od cząsteczek rozpuszczalnika i tworzyć jony H+ oraz wiązania wodorowe. Do rozpuszczalników tego rodzaju zalicza się wodę, alkohole, aldehydykwasy itp.
aprotonowe - tj. nie posiadające w swojej strukturze tego rodzaju łatwo odszczepialnych atomów.
Zasadniczo wszystkie rozpuszczalniki protonowe są też polarne, natomiast aprotonowe mogą być zarówno polarne jak i niepolarne. Daje to razem trzy główne grupy rozpuszczalników: protonowe, aprotonowe polarne i aprotonowe niepolarne.
Rozpuszczalniki ze względu na budowę chemiczną dzieli się na dwie :
Przewidywanie w jakim rozpuszczalniku może się rozpuszczać określony związek chemiczny są stosunkowo proste, choć czasami zdarzają się tu niespodzianki.
Ogólną zasadą jest, że pododne rozpuszcza się w podobnym. Np: związek chemiczny, który posiada kwaśny atom wodoru, albo dużo grup hydroksylowych będzie się chętniej rozpuszczał w rozpuszczalnikach protonowych niż aprotonowych. Podobnie, związek który sam posiada duży moment dipolowy, będzie się chętniej rozpuszczał w rozpuszczalnikach polarnych niż apolarnych.
Związki zawierające grupy aromatyczne, będą się chętnie rozpuszczać w arenach.
O związkach mających tendencję do rozpuszczania się rozpuszczalnikach apolarnych mówi się, że mają one własności lipofilowe lub hydrofobowe, zaś o związkach łatworozpuszczalnych w polarnych rozpuszczalnikach, że są one lipofobowe lub hydrofilowe. Istnieją też związki, które są z jednej strony lipofilowe, a z drugiej lipofobowe. Nazywa się je związkami amfifilowymi i mają one tendencję do formowania emulsji a nie tzw. roztworów właściwych.