Dung môi công nghiệp có thể là một chất lỏng, rắn, hoặc một hỗn hợp khí được dùng để hòa tan các loại hoá chất, dung môi khác dùng trong công nghiệp, có thể là một chất tan rắn, lỏng, hoặc khí khác, khi pha trộn sẽ tạo thành một dung dịch mới có thể hòa tan trong một thể tích cùng với một loại dung môi hữu cơ nhất định ở một nhiệt độ và môi trường quy định. Ngoài ra thì trong các hoạt động sản xuất hiện nay thì dung môi hữu cơ các loại còn được sử dụng rất nhiều trong công tác làm sạch khô (ví dụ như các hoạt động tetrachlorethylene), dùng làm hợp chất để pha loãng sơn các loại (ví dụ như dung môi toluene, điều chế nhựa thông), dùng trong các chất chất tẩy sơn đánh bóng và chăm sóc móng tay các loại, ngoài ra còn được dùng trong các dung môi tẩy keo (acetone, methyl acetate, ethyl acetate), trong các hợp chất tẩy rửa tại chỗ (ví dụ như hexane, petrol ether), trong chất tẩy rửa (citrus terpenes), trong nước hoa (ethanol), và trong tổng hợp hóa học. Hiện nay, trong các quy trình hoạt động công nghệ và các nghiên cứu của khoa học, việc sử dụng các loại dung môi vô cơ trong hoạt động sản xuất (trừ nước) thường được giới hạn ở một số lượng cho phép.
Dung môi là một thành phần không thể thiếu trong các hoạt động sản xuất công nghiệp
Năm 2005, tổng khối lượng dung môi được giao dịch trên thị trường thế giới là 17,9 triệu tấn, mang lại lợi nhuận khoảng 8 tỉ Euro.
Dung dịch và sự hòa tan
Khi một chất được hòa tan vào chất khác, sẽ tạo thành một dung dịch. Điều này trái ngược với sự hình thành một hỗn hợp, khi mà một hợp chất được thêm vào một hợp chất khác và không có sự liên kết hóa học; một cách đơn giản để phân biệt hỗn hợp và dung dịch là so sánh một ly nước được trộn cát với một ly soda, trong đó tất cả các thành phần được đồng nhất để tạo ra một chất mới. Không có dư lượng còn lại ở dưới đáy. Sự pha trộn được gọi là khả năng có thể trộn lẫn, trong khi sự hòa tan một hợp chất thành một chất khác được gọi là khả năng hòa tan. Tuy nhiên, ngoài sự pha trộn, cả hai chất trong dung dịch có thể tương tác với nhau theo những cách riêng. Sự hòa tan mô tả những tương tác này. Khi một chất được hòa tan, các phân tử của dung môi hữu cơ tự sắp xếp xung quanh các phân tử của chất tan. Nhiệt độ sẽ tăng lên, do đó entropy được tăng lên làm cho các dung dịch có tính ổn định nhiệt động cao hơn so với bản thân chất tan. Sự sắp xếp này được hỗ trợ bởi các tính chất hóa học tương ứng của dung môi và chất tan, chẳng hạn như liên kết hydro, moment lưỡng cực và khả năng phân cực.
Phân loại dung môi
Hiện nay, từ những tính chất hoá học, ta có thể phân chia dung môi các loại thành hai loại: dung môi phân cực và không phân cực. Nói chung, nhờ vào các hằng số điện môi đo được của dung môi mà chúng ta có thể phản ánh được tình hình sơ bộ tính phân cực của dung môi. Xét về tính phân cực của các loại dung môi, người ta lấy điểm phân cực của nước để làm tiêu chuẩn, ở nhiệt độ 20 °C, hằng số điện môi của nước được xác định là 80,10. Các dung môi không phân cực thường có hằng số điện môi nhỏ hơn 15.
Các thang đo độ phân cực khác
Hằng số điện môi không phải là thước đo duy nhất của tính phân cực. Do các nhà hóa học thường sử dụng dung môi hữu cơ để thực hiện các phản ứng hóa học hoặc nghiên cứu các hiện tượng hóa học và sinh học, nên cần có các biện pháp cụ thể hơn để đo tính phân cực.
Độ phân cực, moment lưỡng cực, hệ số phân cực và liên kết hydro của một dung môi quyết định dung môi đó có thể được hòa tan với những loại hợp chất nào và có thể được trộn lẫn với những dung môi hoặc hợp chất dạng lỏng nào khác. Quy tắc chung là: các dung môi phân cực hoà tan các hợp chất phân cực tốt nhất và các dung môi không phân cực hòa tan các hợp chất không phân cực tốt nhất. Các hợp chất phân cực mạnh như các loại đường (ví dụ như đường mía) hoặc các hợp chất ion, như các muối vô cơ (ví dụ như muối ăn) chỉ hòa tan trong các dung môi phân cực mạnh như nước, trong khi các hợp chất không phân cực mạnh như dầu hoặc sáp chỉ tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực mạnh như hexane. Tương tự, nước và hexan (hoặc giấm và dầu thực vật) không thể trộn lẫn với nhau và sẽ nhanh chóng phân chia thành hai lớp, ngay cả sau khi được trộn kỹ.
Tỷ trọng
Hầu hết các loại dung môi hữu cơ thông dụng hiện nay đều có tỷ trọng thấp hơn nước, điều này có nghĩa là chúng nhẹ hơn nước và sẽ tạo nên một lớp riêng biệt nổi lên trên bề mặt của nước. Tuy nhiên có một điều ngoại lệ mà bạn nên biết đó chính là: hầu hết các dung môi hữu cơ gốc halogen thường gặp như dichloromethane hoặc chloroform khi đựng chung với nước sẽ chìm xuống đáy của bình chứa và nước sẽ nổi lên trên. Vấn đề này cựu kỳ quan trọng khi bạn tiến hàng phân tách các hợp chất và nước trong các phương pháp hoá học.
Một số dung môi nhẹ hơn nước nhưng lại chìm dưới nước ở điều kiện thông thường
Thông thường, trọng lượng riêng sử dụng thay cho khái niệm tỷ trọng. Trọng lượng riêng được định nghĩa là tỷ trọng của dung môi chia cho tỷ trọng của nước ở cùng một nhiệt độ. Do đó, tỷ trọng là một giá trị không có đơn vị. Nó cho biết một dung môi không tan trong nước sẽ nổi (SG <1.0) hay chìm (SG> 1.0) khi được trộn với nước.
Sức khỏe và an toàn hoá chất
Tính dễ cháy ở mọi điều kiện
Hầu hết các dung môi hữu cơ hiện nay đều dễ cháy hoặc rất dễ cháy ở điều kiện thường, ngoài ra còn tùy thuộc vào các thuộc tính và độ bay hơi của chúng. Trong một vài trường hợp ngoại lệ đó là một số dung môi có khả năng clo hóa như dung môi dichloromethane và hoá chất chloroform. Hỗn hợp được tạo ra từ hơi của dung môi và không khí rất có thể phát nổ trong điều kiện tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Một điều cần lưu ý đó chính là việc hơi của các loại dung môi nặng hơn không khí, nên chúng sẽ tồn đọng ở các hố sâu và di chuyên trong khoảng cách xa mà không bị pha loãng. Điều này cũng tiềm ẩn khả năng gây cháy nổ và ngạt hơi khi xuống các hố sâu
Sự hình thành hợp chất peroxide (ôxi già) dễ gây nổ
Hiện nay trong điều kiện tự nhiên thì các Ête thường gặp như ête diethyl và tetrahudrofuran (THF) đều rất dễ dàng tạo ra các hợp chất peroxide hữu cơ rất dễ gây nổ trong điều kiện tiếp xúc trực tiếp với ôxy và ánh sáng mặt trời, thông thường thì các hợp chất THF có khả năng phản ứng với các khí tự nhiên trong môi trường để tạo ra peroxide cao hơn ête diethyl. Hiện nay thì theo các thống kê được biết thì dung môi Diisopropyl ether là một trong số các dung môi hữu cơ dễ bắt nổ nhất ở điều kiện thường.
Dị nguyên tử (ôxy) ổn định sự hình thành một nguyên tố tự do được tạo thành bằng cách chiết tách một nguyên tử hydro bằng một nguyên tố tự do khác. Từ đó tạo ra nguyên tố tự do có cacbon làm trung tâm, nguyên tố này có thể phản ứng với một phân tử ôxy để tạo thành hợp chất peroxide. Có thể sử dụng một chuỗi các thí nghiệm để phát hiện sự tồn tại của peroxide trong ête; một trong số đó là sử dụng hỗn hợp iron sulfate và potassium thiocyanate. Peroxide có khả năng ôxy hoá ion Fe2+ đến ion Fe3+ để tạo thành phức chất phối vị cùng với thiocyanate. Trong trường hợp đặc biệt, các peroxide có thể tạo thành các chất rắn kết tinh trong lòng bình chứa ête.
Nếu chất hút ẩm được sử dụng không thể khử các peroxide thì chúng sẽ kết tủa trong quá trình chưng cất do chúng có điểm sôi cao hơn. Khi hình thành một lượng vừa đủ các peroxide, chúng có thể tạo ra một tinh thể và kích thích chất rắn nhạy cảm bay hơi. Khi chất rắn này được tạo thành tại miệng chai, thì việc xoáy nắp có thể cung cấp một lượng năng lượng vừa đủ để peroxide phát nổ. Sự hình thành peroxide không phải là vấn đề quan trọng khi các dung môi được sử dụng hết một cách nhanh chóng; tuy nhiên chúng sẽ thực sự trở thành vấn đề khi các phòng thí nghiệm sử dụng một chai dung môi trong hàng năm trời. Ête phải được bảo quản trong bóng tối trong các hộp kín có chứa các chất ổn định như butylated hydroxytoluene (BHT) hoặc sodium hydroxide.
Có thể loại bỏ các peroxide bằng cách rửa bằng acidic iron (II) sulfate, lọc qua nhôm hoặc chưng cất từ sodium/benzophenone. Nhôm không khử các peroxide mà chỉ giữ chúng lại. Lợi ích của việc sử dụng sodium/benzophenone là đồng thời tách được cả hơi ẩm và ôxy.
Các tác động đến sức khỏe của con người
Các tác động từ dung môi đến sức khoẻ con người là rất nguy hiểm, một số các tác động có thể gây ra sự tổn hại cho hệ thần kinh, gây ra các triệu chứng làm rối loạn khả năng sinh sản. Tổn hại nghiêm trọng cho gan và thận, cũng như gây ra các vấn đề về hô hấp và gây viêm da.
Dung môi hữu cơ tồn đọng rất lâu trong môi trường tự nhiên, tác động đến hệ thống nước ngầm
Trong trường hợp hít phải một lượng lớn dung môi ở nồng độ cao, rất dễ xảy ra các trường hợp bất tỉnh nếu như không được hỗ trợ kịp thời. Hiện nay một số loại dung môi đã được kiểm nghiệm để đưa vào sử dụng trong y tế để làm chất gây mê, các loại thuốc giảm đau và thuốc ngủ, những loại dung môi thường được dùng đó chính là diethyl ether và chloroform. Dung môi Ethanol (rượu ngũ cốc) là một loại dung môi có thể sử dụng để làm dược phẩm an thần và hiện nay được lạm dụng một cách rộng rãi. Ngoài ra thì một số loại dung môi như Diethyl ether, chloroform và một số loại dung môi khác bị lạm dụng để làm trò tiêu khiển, tạo ra các ảo giác, sử dụng trong tình trạng lâu dài có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của người sử dụng và có khả năng gây ung thư. Ngoài ra thì dung môi Methanol có thể gây mù vĩnh viễn và tử vong nếu tiếp xúc trực tiếp ở nồng độ cao và thời gian dài.
Các biện pháp phòng tránh
Tránh tiếp xúc với hơi dung môi bằng cách làm việc trong điều kiện có ống hút khói hoặc với thiết bị thông khí tại chỗ (LEV), hoặc tại khu vực thông thoáng.
Luôn giữ các bình chứa luôn ở tình trạng đóng kín để tránh sự bay hơi và ảnh hưởng ra môi trường
Đối với các loại dung môi dễ cháy cần tránh xa các ngọn lửa, khi cần thì sử dụng các thiết bị sấy bằng điện để đảm bảo an toàn tuyệt đối.
Trong trường hợp loại bỏ, cần tham khảo các thông số an toàn hoá chất để tránh thải ra các kênh rạch theo đường cống ngầm và có cách xử lý phù hợp.
Cần tránh hít phải trực tiếp các hơi dung môi trong không khí ở nồng độ cao
Có rất nhiều loại dung môi hữu cơ có khả năng hấp thụ qua da nhanh chóng, chính vì vậy cần tránh tiếp xúc trực tiếp với da. Bởi khả năng hút ẩm là khô da và các vết thương lở loét trên da rất nguy hiểm.
Cần bảo quản dung môi hữu cơ hợp lý để bảo vệ môi trường và đời sống
Khả năng gây ô nhiễm môi trường
Dung môi công nghiệp chính là một mối hiểm họa rất lớn có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống con người, đặc biệt là sự cố tràn hoặc rò rỉ các dung môi ra môi trường và ngấm xâu vào lòng đất. Ở điều kiện thường thì khả năng di chuyển của dung môi trong một khoảng cách là rất đáng kể, chính vì vậy mà tình trạng ô nhiễm đất là khó tránh khỏi. Trên thế giới hiện nay có đến hơn 5000 khu vực đã bị ô nhiễm do tác động từ dung môi. Nếu tình trạng này diển ra tại các tầng chứa nước trong lòng đất thì sẽ gây nên các hậu quả cực kì nghiêm trọng.
Email
Liên hệ