Vad är ett polärt lösningsmedel?
Ett polärt lösningsmedel är en vätska med molekyler som har en liten elektrisk laddning på grund av dess form. Till exempel är vatten en molekyl med en syre och två väteatomer. De två väteatomerna är inte på motsatta sidor av syret, utan snarare i en vinkel. Detta skapar en liten obalans av den elektriska laddningen i vattenmolekylen, även känd som polaritet.
När en fast molekyl placeras i ett polärt lösningsmedel kan det lösa sig om det har sin egen polaritet. Detta inträffar eftersom molekylerna i det fasta materialet lockas till de svaga elektriska laddningarna för lösningsmedlet. Exempel på polära material inkluderar salt och socker, som båda upplöses lätt i vatten, jordens vanligaste polära lösningsmedel.
Ett polärt lösningsmedel kommer normalt inte att lösa upp icke-polära material, eller tvärtom. Salt och socker löses inte i de flesta organiska lösningsmedel, eftersom det inte finns någon elektrisk laddning för att locka molekylerna. Uttrycket "som föredrar som" används ofta för att notera preferensen för polära material för polära lösningsmedel, och på liknande sätt för icke-polära material. Det finns några sällsynta undantag från denna regel, eftersom icke-polära lösningsmedel kan ha små elektriska laddningar som kan imitera polära.
När ett fast ämne placeras i ett lösningsmedel och upplöses dispergeras eller sprids de fasta molekylerna jämnt i lösningsmedlet. Denna upplösta blandning förblir stabil så länge som tillräckligt med lösningsmedel återstår för att omge de fasta molekylerna. Utfällning eller separering av fast substans från blandningen kan inträffa om det finns mer fast substans närvarande än vad som kan lösas. Dessa lösningar kallas mättade, och förändringar i temperatur kan orsaka att fasta ämnen fälls ut från den upplösta blandningen.
Ett polärt lösningsmedel klassificeras ofta genom att ange dess dielektriska konstant eller polaritetsindex. Dielektrisk konstant är en mätning av de elektriska egenskaperna hos ett lösningsmedel i ett prov kontra en tom kondensator, som håller materialet medan elektrisk ström passerar genom det. Polarindex är en relativ mätning av ett lösningsmedels förmåga att lösa olika polära standardmaterial. I båda testerna placeras den uppmätta konstanten eller indexet i en tabell över vanliga lösningsmedel, som kan användas för att identifiera lösningsmedel för kemiska processer.
En annan typ av lösningsmedel, ett ytaktivt medel, kan användas för att skapa blandningar av polära och icke-polära material. Ytaktanter är molekyler som är polära och icke-polära i varje ände. Dessa material kommer att skapa molekylära bindningar i den polära änden med liknande molekyler, och på liknande sätt med den icke-polära änden.
Ett exempel på denna effekt är handkräm. Vatten och oljiga fuktighetsgivare blandas vanligtvis inte, och om de skakas så småningom kommer de att separeras. Tillsats av ett ytaktivt medel gör att de två icke-lösliga materialen bildar en stabil emulsion. Oljan och vattnet är inte löst eftersom de inte är lösliga i varandra, de är polära och icke-polära. Ett ytaktivt medel binder de två materialen och de förblir stabila emulsioner under långa perioder.