Wat is een polair oplosmiddel?
Een polair oplosmiddel is een vloeistof met moleculen die door zijn vorm een lichte elektrische lading hebben. Water is bijvoorbeeld een molecuul met één zuurstof en twee waterstofatomen. De twee waterstofatomen staan niet aan weerszijden van de zuurstof, maar eerder onder een hoek. Dit zorgt voor een lichte onbalans van de elektrische lading in het watermolecuul, ook bekend als polariteit.
Wanneer een vast molecuul in een polair oplosmiddel wordt geplaatst, kan het oplossen als het een eigen polariteit heeft. Dit gebeurt omdat de moleculen van de vaste stof worden aangetrokken door de zwakke elektrische ladingen van het oplosmiddel. Voorbeelden van polaire materialen zijn zout en suiker, die beide gemakkelijk oplossen in water, het meest voorkomende polaire oplosmiddel op aarde.
Een polair oplosmiddel lost normaal gesproken niet-polaire materialen niet op, of omgekeerd. Zout en suiker lossen niet op in de meeste organische oplosmiddelen, omdat er geen elektrische lading is om de moleculen aan te trekken. De term "like geeft de voorkeur aan like" wordt vaak gebruikt om de voorkeur van polaire materialen voor polaire oplosmiddelen op te merken, en op soortgelijke wijze voor niet-polaire materialen. Er zijn enkele zeldzame uitzonderingen op deze regel, omdat niet-polaire oplosmiddelen kleine elektrische ladingen kunnen hebben die polaire ladingen kunnen imiteren.
Wanneer een vaste stof in een oplosmiddel wordt geplaatst en oplost, worden de vaste moleculen gedispergeerd of gelijkmatig in het oplosmiddel verspreid. Dit opgeloste mengsel zal stabiel blijven zolang er voldoende oplosmiddel overblijft om de vaste moleculen te omringen. Neerslag of afscheiding van vaste stof uit het mengsel kan optreden als er meer vaste stof aanwezig is dan kan worden opgelost. Deze oplossingen worden verzadigd genoemd en temperatuurveranderingen kunnen ervoor zorgen dat vaste stof uit het opgeloste mengsel neerslaat.
Een polair oplosmiddel wordt vaak geclassificeerd door zijn diëlektrische constante of polariteitsindex te vermelden. Diëlektrische constante is een meting van de elektrische eigenschappen van een oplosmiddel in een monster versus een lege condensator, die het materiaal vasthoudt terwijl er elektrische stroom doorheen stroomt. Polaire index is een relatieve meting van het vermogen van een oplosmiddel om verschillende standaard polaire materialen op te lossen. In beide tests wordt de gemeten constante of index in een tabel met gebruikelijke oplosmiddelen geplaatst, die kan worden gebruikt voor het identificeren van oplosmiddelen voor chemische processen.
Een ander type oplosmiddel, een oppervlakteactieve stof, kan worden gebruikt om mengsels van polaire en niet-polaire materialen te maken. Oppervlakteactieve stoffen zijn moleculen die polair en niet-polair zijn aan elk uiteinde. Deze materialen zullen moleculaire bindingen van het polaire uiteinde creëren met vergelijkbare moleculen, en op dezelfde manier met het niet-polaire uiteinde.
Een voorbeeld van dit effect is handcrème. Water en olieachtige vochtinbrengende crèmes mengen normaal niet, en als ze worden geschud zullen ze zich uiteindelijk scheiden. Het toevoegen van een oppervlakteactieve stof zorgt ervoor dat de twee niet-oplosbare materialen een stabiele emulsie vormen. De olie en het water lossen niet op, omdat ze niet in elkaar oplosbaar zijn, omdat ze polair en niet-polair zijn. Een oppervlakteactieve stof bindt de twee materialen en ze blijven stabiele emulsies voor lange periodes.