Hvad er et polært opløsningsmiddel?
Et polært opløsningsmiddel er en væske med molekyler, der har en lille elektrisk ladning på grund af dens form. For eksempel er vand et molekyle med et ilt og to hydrogenatomer. De to hydrogenatomer er ikke på modsatte sider af iltet, men snarere i en vinkel. Dette skaber en lille ubalance af den elektriske ladning i vandmolekylet, også kendt som polaritet.
Når et fast molekyle anbringes i et polært opløsningsmiddel, kan det opløses, hvis det har sin egen polaritet. Dette forekommer, fordi molekylerne i det faste stof tiltrækkes af de svage elektriske ladninger af opløsningsmidlet. Eksempler på polære materialer inkluderer salt og sukker, som begge let opløses i vand, jordens mest almindelige polære opløsningsmiddel.
Et polært opløsningsmiddel opløser normalt ikke ikke-polære materialer, eller omvendt. Salt og sukker vil ikke opløses i de fleste organiske opløsningsmidler, fordi der ikke er nogen elektrisk ladning for at tiltrække molekylerne. Udtrykket "lignende foretrækker som" bruges ofte til at bemærke præferensen af polære materialer til polære opløsningsmidler og på lignende måde for ikke-polære materialer. Der er nogle sjældne undtagelser fra denne regel, fordi ikke-polære opløsningsmidler kan have små elektriske ladninger, der kan efterligne polære.
Når et fast stof anbringes i et opløsningsmiddel og opløses, spredes eller spredes de faste molekyler jævnt i opløsningsmidlet. Denne opløste blanding vil forblive stabil, så længe der er tilstrækkeligt med opløsningsmiddel tilbage til at omgiver de faste molekyler. Udfældning eller adskillelse af faststof fra blandingen kan forekomme, hvis der er mere fast stof til stede end der kan opløses. Disse opløsninger kaldes mættede, og ændringer i temperatur kan forårsage, at faststof udfældes fra den opløste blanding.
Et polært opløsningsmiddel klassificeres ofte ved at angive dets dielektriske konstant eller polaritetsindeks. Dielektrisk konstant er en måling af de elektriske egenskaber for et opløsningsmiddel i en prøve versus en tom kondensator, som holder materialet, mens elektrisk strøm passerer gennem det. Polært indeks er en relativ måling af et opløsningsmiddels evne til at opløse forskellige standard polære materialer. I begge test anbringes den målte konstant eller indeks i en tabel med almindelige opløsningsmidler, som kan bruges til at identificere opløsningsmidler til kemiske processer.
En anden type opløsningsmiddel, et overfladeaktivt middel, kan bruges til at skabe blandinger af polære og ikke-polære materialer. Overfladeaktive stoffer er molekyler, der er polære og ikke-polære i hver ende. Disse materialer skaber molekylære bindinger i den polære ende med lignende molekyler og på lignende måde med den ikke-polære ende.
Et eksempel på denne effekt er håndcreme. Vand og fedtet fugtighedscreme blandes normalt ikke, og hvis de rystes, vil de til sidst adskille sig. Tilsætning af et overfladeaktivt middel får de to ikke-opløselige materialer til at danne en stabil emulsion. Olien og vandet opløses ikke, fordi de ikke er opløselige i hinanden, idet de er polære og ikke-polære. Et overfladeaktivt middel binder de to materialer, og de forbliver stabile emulsioner i lange perioder.