Органикалык эриткичтер деген эмне?

Органикалык эриткичтер – көмүртектин негизиндеги суюк кошулмалар{0}}башка заттарды химиялык жактан өзгөртпөстөн эритүү же таркатууга жөндөмдүү. Бул кошулмалар суутек, кычкылтек же галогендер сыяктуу башка элементтер менен байланышкан көмүртек атомдорун камтыйт, аларды суу сыяктуу органикалык эмес эриткичтерден айырмалап турат. 200дөн ашык ар кандай органикалык эриткичтер ар кандай химиялык үй-бүлөлөр боюнча бар, алардын ар бири алардын молекулярдык түзүлүшү жана физикалык касиеттери боюнча белгилүү бир өнөр жай жана коммерциялык колдонмолорго кызмат кылат.

Органикалык эриткичтердин аныктоочу өзгөчөлүгү алардын молекулалык архитектурасында жатат. Бардык органикалык эриткичтерде алардын структуралык негизи катары көмүр{1}}көмүртек же көмүртек-байланыштары бар. Көмүртек{4}}негизделген бул состав аларга уникалдуу эритүү жөндөмдүүлүктөрүн берет, айрыкча суу эффективдүү эрите албаган-полярдуу эмес жана начар полярдуу заттар үчүн.

Органикалык эриткичтер аларды өнөр жайлык жактан баалуу кылган бир нече жалпы физикалык касиеттерге ээ. Көпчүлүгү бөлмө температурасында учуучу суюктуктар, башкача айтканда, алар тез бууланат. Алардын кайноо чекиттери, адатта, 100 градустан төмөн 250 градуска чейин өзгөрөт, төмөнкү кайноо чекиттери жогорку туруксуздукка туура келет. Диэлектрик туруктуулугу-эриткичтин заряддалган бөлүкчөлөрдүн ортосундагы күчтү азайтуу жөндөмдүүлүгүнүн өлчөмү-органикалык эриткичтерде олуттуу өзгөрүп турат, бул алардын литий туздары сыяктуу иондук бирикмелерди эритүү жөндөмдүүлүгүнө түздөн-түз таасир этет.

Илешкектүүлүк дагы бир маанилүү касиетти билдирет. Төмөн -илешкектүүлүктөгү эриткичтер иондор менен молекулалардын эритмеде эркин жүрүүсүнө мүмкүндүк берет, бул литий батарейкасынын электролиттери сыяктуу иондук өткөрүмдүүлүк көрсөткүчтөрдү аныктаган колдонмолордо маанилүү болуп калат. Диэлектрик туруктуулугу менен илешкектүүлүктүн ортосундагы өз ара аракеттенүү оптималдуу натыйжаларга жетишүү үчүн көбүнчө эриткичтерди толуктоочу касиеттери менен аралаштырууну талап кылат.

Углеводород эриткичтери көмүртек жана суутек атомдорунан гана турат. Бул полярдуу эмес эриткичтер-майларды, момдорду, майларды жана майларды эритет.

Алифаттык углеводороддоржыпар жыттуу шакекчелери жок түз же бутактанган көмүртек чынжырлары. Жалпы мисалдарга гексан, гептан жана мунай эфири кирет. Бул эриткичтер өтө төмөн полярдуулукка, жогорку туруксуздукка ээ жана химиялык жактан туруктуу, бирок тез күйүүчү. Өнөр жай ишканалары аларды мунай өндүрүү, фармацевтикалык өндүрүш, боёк даярдоо жана чаптама өндүрүү үчүн колдонушат.

Ароматтык углеводороддоралардын структурасында бензол шакекчелерин камтыйт, бул аларга айырмалоочу касиеттерди берет. Бензол, толуол жана ксилол кеңири таралган ароматтык эриткичтерди билдирет. Бул кошулмалар орточо полярдуулукка, алифаттык углеводороддорго караганда жогорку төлөм жөндөмдүүлүгүнө жана мүнөздүү жыттарга ээ. Алардын колдонулушу боектордо, чаптамаларда, басып чыгаруу боёлорунда жана майсыздандыруу операцияларында өнөр жай эриткичтерин колдонууну камтыйт. Бирок, бир нече ароматтык углеводороддор ден-соолукка олуттуу коркунучтарды алып келет-бензол белгилүү канцероген болуп саналат, ал эми экспозиция чектөөлөрү катуу жөнгө салынат.

Кычкылтектүү эриткичтер кычкылтек атомдорун молекулярдык түзүлүшүнө кошуп, алардын эритүү мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүүчү полярдык мүнөздөмөлөрдү жаратат.

Спирттеркөмүртек чынжырларына туташтырылган гидроксил (-OH) топторун камтыйт. Метанол, этанол, изопропанол жана бутанол өнөр жай тармагында кеңири колдонулат. Спирттер полярдуу жана кээ бир полярдуу эмес заттарды да эритип, аларды ар тараптуу эриткичтерге айландырат. Этанол фармацевтикада, косметикада, парфюмерияда жана санитарияда негизги ингредиент катары кызмат кылат. Өнөр жай колдонмолору тазалоочу агент катары жана химиялык синтезде колдонууну камтыйт.

Кетондорэки көмүртек атому менен байланышкан карбонил тобун (C=O) камтыйт. Ацетон жана метил этил кетон (MEK) бул категорияны жетектейт. Кетондор жогорку полярдуу, мыкты төлөө жөндөмдүүлүгүнө ээ жана тез бууланат. Ацетон тырмакты тазалоочу каражаттарда, боёк суюлтуучу каражаттарда жана электроника өндүрүшүндө тазалоочу эриткич катары пайда болот. Лабораторияларда кетондор жалпы реакция эриткичтери катары кызмат кылат.

Эстеркислоталар менен спирттердин ортосундагы реакциялар аркылуу пайда болот. Этил ацетат жана метил ацетат көп колдонулган эфирлер. Бул эриткичтер жагымдуу мөмө жыттарга, чайырларга жана полимерлерге жакшы эритүү жөндөмдүүлүгүнө жана орточо полярдуулукка ээ. Боёк өнөр жайы лак жана боектордо эфирлерди кеңири колдонот. Тамак-аш өнөр жайы даам берүүчү агент катары белгилүү эфирлерди колдонушат. Этил ацетат тырмакты тазалоочу каражаттарда жана тактай тазалоочу каражат катары пайда болот.

Эфирлерэки көмүртек чынжыр менен байланышкан кычкылтек атомун камтыйт. Диэтил эфири жана тетрагидрофуран (THF) лабораториялык жана өндүрүштүк шарттарда маанилүү эфирлерди билдирет. Эфирлер, адатта, төмөн полярдуулукка жана жогорку туруксуздукка ээ. Диэтил эфири бир жолу жалпы анестетик катары кызмат кылганы менен, анын өтө тез күйүүчүлүгү аны колдонууну чектеген. THF полимер өндүрүшүндө жана лабораториялык реакция эриткич катары популярдуу бойдон калууда.

Галогендүү эриткичтер өз түзүлүшүнө галоген атомдорун (хлор, фтор, бром же йод) киргизет. Бул эриткичтер башка эриткичтерге туруштук бере турган материалдар үчүн өзгөчө эритүү күчкө ээ.

Хлордуу эриткичтердихлорометан (метилен хлориди), хлороформ, төрт хлордуу көмүртек жана трихлорэтилен кирет. Бул кошулмалар-от албоо-коопсуздуктун маанилүү артыкчылыгы- жана жогорку төлөм жөндөмдүүлүгүнө ээ. Металлдарды майсыздандыруу, боёкторду тазалоо жана химиялык тазалоо адаттагыдай эле хлордуу эриткичтерге көз каранды. Бирок, көптөгөн хлордуу эриткичтер уулуу, кээ бирлери канцероген же репродуктивдүү коркунучтар катары классификацияланган. Көмүртек тетрахлориди жана трихлорэтилен ден соолукка коркунучтуу жана озондун бузулушуна байланыштуу катуу ченемдик чектөөлөргө туш болушат.

Фтордуу эриткичтерөзгөчө атайын колдонмолордо, жакында эле көңүл бура баштады. Бул кошулмалар көп учурларда хлордуу альтернативаларга караганда аз уулуулукту сунуштайт жана мыкты химиялык туруктуулукту көрсөтөт. Батарея өнөр жайы жогорку вольттуу литий батарейкалары үчүн фторлуу карбонаттарга өзгөчө кызыгууну көрсөттү, анткени алардын кычкылдануу туруктуулугу жогору.

Карбонаттык эриткичтер заманбап энергияны сактоодо маанилүү ролу менен өзгөчө орунду ээлейт. Бул кошулмалар структурасында карбонат тобун (−O−CO−O−) камтыйт.

Циклдик карбонаттарэтилен карбонаты (EC) жана пропилен карбонаты (PC) сыяктуу жогорку диэлектрдик туруктуулукка ээ, бирок ошондой эле жогорку илешкектүүлүккө ээ. Бөлмө температурасында катуу этилен карбонаты башка эриткичтер менен аралашканда суюк болуп калат. Бул кошулмалар электроддордун бетинде туруктуу коргоочу пленкаларды түзөт.

Сызыктуу карбонаттармисалы, диметил карбонат (DMC), диэтил карбонат (DEC) жана этил метил карбонат (EMC) илешкектүүлүгү төмөн, бирок ошондой эле төмөнкү диэлектрдик туруктуулуктарга ээ. Циклдик жана сызыктуу карбонаттардын айкалышы балансталган касиеттерге ээ электролит эритмелерин түзөт.

Түшүнүүлитий батарея деген эмнетехнология органикалык эриткичтердин маанилүү функциясын таанууну талап кылат, бул энергия сактоочу түзүлүштөр. Литий батареялары электроддор арасындагы литий ионунун кыймылы аркылуу химиялык энергияны электр энергиясына айландырышат. Органикалык эриткичтер суюк электролиттин пайдубалын түзөт, бул ионду ташууну камсыз кылат.

Литий батарейкасынын электролиттеринде органикалык эриткичтер бир эле учурда бир нече талап кылынган талаптарга жооп бериши керек. Алар литий гексафторофосфат (LiPF₆) сыяктуу литий туздарын эритүү үчүн жогорку диэлектрдик константтарга муктаж, бирок иондордун тез кыймылын камсыз кылуу үчүн илешкектүүлүгү төмөн. Алар аккумулятордун иштөө чыңалуу диапазонунда электрохимиялык жактан туруктуу болуп, эки электроддун тең чиришине туруштук берип, температуранын кеңири диапазондорунда эффективдүү иштеши керек.

типтүү литий батарея электролит аралаш органикалык эриткичтерден турат. Жалпы формула этилен карбонатын диметил карбонат же диэтил карбонат менен белгилүү бир катышта бириктирет. Этилен карбонаттын жогорку диэлектрдик туруктуулугу литий туздарын эффективдүү эритет жана графит анодунда коргоочу катуу электролит интерфаза (SEI) катмарын түзөт. Бул SEI катмары литий ионунун өтүшүнө жол берип, андан ары эриткичтин ажыроосунун алдын алат. Бирок, EC жогорку эрүү температурасы (36 градус) DMC же DEC сыяктуу суюк эриткичтер менен аралаштыруу зарыл.

Пропилен карбонаты башында келечектүү көрүнгөн, бирок кадимки литий{0}}батареяларда графиттин кабыгын кетирет. Изилдөөчүлөр аны альтернативалуу анод материалдарын колдонуу менен батарейкалар үчүн сакташат. DMC жана DEC сыяктуу сызыктуу карбонаттар электролиттин илешкектүүлүгүн азайтып, иондук өткөргүчтүктү жана төмөнкү -температуранын иштешин жакшыртат.

Өркүндөтүлгөн литий батарейкасынын өнүгүшү органикалык эриткичтин инновацияларына түрткү берет. Жогорку чыңалуудагы катоддук материалдар -кычкылданууга туруктуулугу жогору эриткичтерди талап кылат. Фтордуу органикалык эриткичтер литийге караганда 4,5 В жогору потенциалдарда туруктуулукту сунуш кылган талапкерлер катары пайда болду. Бул адистештирилген эриткичтер энергиянын тыгыздыгы жогору-муундагы батареяларды иштетет.

Батареядагы органикалык эриткичтерге- сапат талаптары өзгөчө катуу. Тазалыгы 99,9% ашуусу керек, нымдуулугу миллиондо 10 бөлүктөн төмөн. Суунун булганышы литий тузунун гидролизине алып келип, гидрофтор кислотасын пайда кылып, батареянын компоненттерин начарлатат жана өндүрүмдүүлүгүн төмөндөтөт. Кошумчалар кычкылдануу потенциалын төмөндөтүп, коопсуздукту бузушат.

Батареяны кайра иштетүү органикалык эриткичти башкаруу үчүн кошумча кыйынчылыктарды жаратат. Иштелген литий батарейкаларында ажыроо продуктулары бар карыган электролиттер бар. Бул органикалык эриткичтерди коопсуз алуу жана кайра иштетүү же туура утилизациялоо айлана-чөйрөнүн булганышын алдын алат жана баалуу материалдарды калыбына келтирет.

Органикалык эриткичтер дээрлик ар бир өнөр жай секторунда пайда болот, дүйнөлүк жылдык керектөө 28 миллион тоннадан ашат. Алардын химиялык өзгөрүүлөрдү жаратпастан башка материалдарды эритүү, токтотуу, экстракциялоо же суюлтуу жөндөмдүүлүгү аларды көптөгөн процесстерде алмаштырылгыс кылат.

Каптоо жана боёк өнөр жайы органикалык эриткичтердин эң ири керектөөчүсү болуп саналат. Эриткичтер чайырларды жана пигменттерди эритет, туура колдонуу үчүн илешкектүүлүктү көзөмөлдөйт жана бирдиктүү жабынды калтыруу үчүн бууланат. Толуол, ксилол, ацетон жана ар кандай спирттер сырдоочу жабдуулар үчүн боёк суюлтуучу жана тазалоочу каражат катары кызмат кылат.

Фармацевтикалык өндүрүш дары-дармекти иштеп чыгууда жана өндүрүүдө органикалык эриткичтерден көз каранды. Эриткичтер химиялык синтез үчүн реакция чөйрөсү, табигый булактардан активдүү кошулмаларды бөлүп алуу үчүн экстракциялоочу агенттер, кристаллдашуу процесстеринде тазалоочу каражаттар жана формаларда ташыгычтар катары кызмат кылат. Этанол, метанол, ацетон жана дихлорометан эң көп колдонулган фармацевтикалык эриткичтердин бири.

Желимдер жана герметиктер сектору ырааттуулукту көзөмөлдөө жана колдонууну иштетүү үчүн органикалык эриткичтерди колдонот. Колдонгондон кийин, эриткичтин буулануусу жабышчаак жабыштырууга мүмкүндүк берет. Өнөр жай желимдери, курулуш герметиктери жана тиричилик желимдери өздөрүнүн курамына органикалык эриткичтерди камтыйт.

Басма сыялары туура суюктукту сактоо жана басып чыгаруу беттеринде бирдей бөлүштүрүүнү камсыз кылуу үчүн эриткичтерди талап кылат. Ар кандай басып чыгаруу ыкмалары-офсеттик, флексографиялык, гравюралык-өзүнүн өзгөчө талаптарына ылайыкташтырылган ар кандай эриткич системаларын колдонушат. Ароматтык углеводороддор жана эфирлер, адатта, басма боенун формасында кездешет.

Бардык масштабдагы химиялык синтез операциялары реакция каражаты катары органикалык эриткичтерди колдонушат. Эриткичтер реактивдердин аралашуусун жеңилдетет, алардын жылуулук сыйымдуулугу аркылуу реакциянын температурасын көзөмөлдөйт, реакциянын ылдамдыгына жана селективдүүлүгүнө таасирин тийгизет. Лабораториялык изилдөөчүлөр жана өнөр жай химиялык ишканалар ийгиликтүү химиялык трансформациялар үчүн ылайыктуу эриткичтерди тандоодон көз каранды.

Электроника өнөр жайы схемаларды тазалоо, флюстун калдыктарын тазалоо жана компоненттерди майсыздандыруу үчүн органикалык эриткичтерди колдонот. Таза тазалоо калдыктарын калтырбастан толугу менен бууланып кетүүчү эриткичтерди талап кылат. Isopropanol жана атайын fluorinated эриткичтер бул колдонмолорго кызмат кылат.

Жеке кам көрүү жана косметика парфюмерия, тырмак боёгу, тырмак боёгу тазалоочу каражаттар жана ар кандай форма түзүү процесстерине органикалык эриткичтерди камтыйт. Этанол жана этил ацетаты бул керектөө буюмдарында көп кездешет.

Кургак тазалоо операциялары адатта органикалык эриткичтерге, айрыкча перхлорэтиленге (тетрахлорэтилен) таянган, назик кездемелерди суусуз тазалоо. Экологиялык жана ден-соолукка байланыштуу көйгөйлөр бул колдонмо үчүн альтернативдүү эриткичтерди иштеп чыгууга түрткү болду.

Organic Solvents

Органикалык эриткичтер алардын химиялык курамына, концентрациясына, экспозициянын узактыгына жана экспозиция жолуна жараша ден соолукка көптөгөн коркунучтарды жаратат. Дүйнө жүзү боюнча миллиондогон жумушчулар жумуш орундарында потенциалдуу эриткичтин таасирине туш болушат.

Күчтүү экспозиция таасирлерибиринчи кезекте борбордук толкунданып системасынын депрессияга кирет. Кыска{1}}жогорку{2}}деңгээлдеги таасир баш оору, баш айлануу жана баш айлануу, баш аламандык, координацияны жоготуу, эс-учун жоготуу, талма жана потенциалдуу өлүмгө чейинки симптомдорду жаратат. Көздүн, мурундун жана тамактын кыжырдануусу көбүнчө эриткичтин буусу менен пайда болот. Бул дароо таасирлер экспозиция аяктагандан кийин тез эле чечилет, бирок алар ойлонуу жана реакция убактысын начарлатып, дароо коопсуздук коркунучтарын жаратат.

Өнөкөт экспозицияорганикалык эриткичтер айлар же жылдар бою ден соолукка олуттуу кесепеттерге алып келет. Узакка созулган экспозиция бир нече орган системасына зыян келтирет:

Нерв системасы өзгөчө алсыздыгын көрсөтөт. Өнөкөт эриткичтин нейротоксиктиги когнитивдик бузулуу, эс тутум көйгөйлөрү, инсандык өзгөрүүлөр жана координациянын төмөндөшү катары көрүнөт. Кээ бир эриткичтер-n-гексан, толуол жана стирол- тастыкталган нейротоксиндер. Шарт жарым-жартылай экспозицияны токтотуу менен өзгөрүшү мүмкүн, бирок оор учурларда туруктуу зыян алып келет.

Бир нече органикалык эриткичтер адам канцерогендери тастыкталган. Бензол лейкоз жана кан ооруларын пайда кылат. Формальдегид мурун жуткундун рагынын жана лейкоздун коркунучун жогорулатат. Трихлорэтилен жана төрт хлордуу көмүртек канцерогендик классификацияга ээ.

Репродуктивдүү ден-соолукка тийгизген таасири бир нече эриткичтер. 2-этоксиэтанол жана 2-метоксиэтанол эркектердин да, аялдардын да төрөткө зыян келтириши боюнча документтештирилген. Эриткичтин жогорку деңгээлдерине дуушар болгон кош бойлуу аялдар боюнан түшүп калуу, кемтиктер жана аз салмактуу ымыркайлардын төрөлүү коркунучу көбөйөт.

Боордун жана бөйрөктүн бузулушу көптөгөн эриткичтердин өнөкөт таасиринен келип чыгат. Бул органдар эриткичтерди метаболизмге учуратып, аларды эриткичтин уулуулугуна-ачык кылат. Хлордуу эриткичтер боордун иштешине өзгөчө таасир этет.

Дерматологиялык таасирлер эриткичтерди иштеткен жумушчулардын арасында көп кездешет. Эриткичтер териден табигый майларды кетирип, кургакчылыкты, жаракаларды жана дерматиттерди пайда кылат. Кээ бир эриткичтер бүтүн териге кирип, канга кирип, дем алуудан тышкары экспозицияны түзөт.

Экспозиция жолдоруден соолукка тийгизген таасиринин оордугун жана түрүн аныктоо. Ингаляция учуучу органикалык эриткичтерге таасир этүүнүн негизги жолу болуп саналат. Эритүүчү буулар өпкөлөргө кирип, кан аркылуу бүт денеге тез тарайт. Тери сиңирүү суюк эриткичтер териге тийгенде же жумушчулар колдорун эриткич ванналарына батырганда пайда болот. Жутуу, азыраак болсо да, булганган кол тамак-ашка же ичүүчү идиштерге тийгенде болот.

Өрт жана жарылуу коркунучудароо коркунучтар. Көпчүлүк органикалык эриткичтер аз тутануу чекиттери менен өтө күйүүчү. Өрт коркунучунун чегиндеги буу-аба аралашмалары статикалык электрден, учкундан, ачык оттон же ысык беттерден тутанышы мүмкүн. Туура сактоо статикалык разряддын алдын алуу үчүн жерге туташтыруу контейнерлерин талап кылат. Оор эриткичтер колдонулган аймактардагы электр жабдуулары өзүнчө коопсуз болушу керек. Эриткич-колдонулган жерлерде кандайдыр бир "ысык жумуштун" алдында иштөөгө уруксат алуу жана кылдат желдетүү милдеттүү.

Экспозициянын ченемдик чектерижумушчуларды коргоого жардам берет. Эмгекти коргоо жана саламаттыкты сактоо башкармалыгы (OSHA) көптөгөн эриткичтер үчүн уруксат берилген экспозициянын чегин (PELs) белгилейт. Эмгектин коопсуздугу жана ден соолук боюнча улуттук институту (NIOSH) Сунушталган Экспозиция Лимиттерин (RELs) жарыялайт. Америкалык өкмөттүк өнөр жай гигиенисттеринин конференциясы (ACGIH) босого чектик маанилерди (TLVs) иштеп чыгат. Бул чектөөлөр сегиз сааттык иш нөөмөтүндө орточо абадагы максималдуу концентрацияларды аныктайт.

Коргоо чараларыорганикалык эриткичтер колдонулган бардык жерде аткарылышы керек:

Инженердик башкаруу коргонуунун биринчи линиясын камсыз кылат. Адекваттуу желдетүү эриткичтин бууларын булагынан алып салат. Жергиликтүү соргуч системалар, түтүн капкактары жана желдетилген сактоочу жайлар абадагы концентрацияны азайтат. Жабык системалар эриткичтин бөлүнүп чыгышын азайтат.

Жеке коргонуу шаймандарына (ЖПБ) атайын эриткичтер үчүн тандалып алынган химиялык{0}} чыдамдуу кол каптар, коргоочу көз айнек же көз айнек, желдетүү жетишсиз болгондо респираторлор жана коргоочу кийимдер кирет. Колкапты тандоо кылдат көңүл бурууну талап кылат-ар кандай эриткичтердин үй-бүлөлөрү ар кандай колкап материалдарына кире алышат.

Административдик контролдоо туура иш тажрыйбаларын камтыйт. Жумушчулар эриткичтин минималдуу көлөмүн колдонушу керек, колдонбогондо идиштерди жаап турушу керек, эриткичтер менен колду жуубашы керек,-эритүүчү менен булганган кийимди тез алмаштырып, коопсуз колдонуу процедуралары боюнча үзгүлтүксүз окуудан өтүшү керек.

Салттуу мунай затына негизделген{0}}органикалык эриткичтер экологиялык көйгөйлөргө олуттуу салым кошот. Алардын жогорку туруксуздугу олуттуу атмосфералык эмиссияга алып келет. Эриткичтерден бөлүнүп чыккан учуучу органикалык кошулмалар (VOCs) фотохимиялык түтүн пайда болушуна катышып, жердин озонунун булганышына- салым кошот. 2017-жылы органикалык эриткичтер АКШнын Курчап турган чөйрөнү коргоо агенттиги тарабынан көзөмөлдөнгөн абага эң көп химиялык релиздердин катарына кирген.

Туура эмес таштанды топуракты жана жер астындагы сууларды булгайт. Көптөгөн органикалык эриткичтер айлана-чөйрөдө узак убакытка чейин сакталып, биодеградацияга туруштук беришет. Суу экосистемалары эриткич{2}}булганган суу агындарга, дарыяларга же көлгө киргенде өзгөчө зыян тартат. Кадимки эриткичтердин мунай-негизделген келип чыгышы да чектүү казылып алынуучу отун ресурстарын эске алуу менен туруктуулукка кооптонууну жаратат.

Акыркы жылдары жөнгө салуу басымы күчөдү. Европа Биримдигинин VOC директивасы атмосферага эмиссияларды чектейт. АКШнын Айлана-чөйрөнү коргоо агенттиги эриткичти колдонуу, сактоо жана утилдештирүү боюнча катуу стандарттарды белгилейт. Көптөгөн юрисдикциялар төрт хлордуу көмүртек жана кээ бир хлор кошулмалар сыяктуу өзгөчө коркунучтуу эриткичтерге тыюу салат же катуу чектейт.

Жашыл химиянын принциптери айлана-чөйрөгө жана ден-соолукка тийгизген таасирин азайткан альтернативдүү эриткичтерди иштеп чыгууга түрткү берди. Кайра жаралуучу булактардан алынган био-негизделген эриткичтер бир келечектүү багытты сунуштайт.

Этанолжүгөрү, кант камышы же башка өсүмдүк булактарынан алынган био{0}}кеңири колдонулган эриткичти билдирет. Анын учурдагы инфраструктурасы, тааныштыгы жана салыштырмалуу жакшы профили аны көптөгөн колдонмолор үчүн жагымдуу кылат. Био-этанол химиялык жактан мунайдан алынган этанол менен окшош-, бирок кайра жаралуучу булактардан алынат.

Этил лактат, жүгөрү иштетүүдөн өндүрүлгөн, этил ацетат жана ацетон үчүн коопсуз альтернатива катары кызмат кылат. Бул био{1}}негизделген эфир металлды тазалоодо, боёкторду тазалоодо жана каптоочу эриткич катары эффективдүү иштейт. Анын биодеградациясы жана аз уулуулугу экологиялык туруктуулук кооптуу болгон колдонмолорго ылайыктуу.

2-метилтетрагидрофуран (2-MeTHF), жүгөрү жана кант тростнигинен алынган, дихлорометанга жана кадимки тетрагидрофуранга жашыл альтернатива берет. Бул циклдик эфир фармацевтикалык синтезде жана полимер өндүрүшүндө колдонууну тапты.

Кирен (дигидролейглюкосенон)жашыл эриткичтерде акыркы инновацияны билдирет. Целлюлоза калдыктарынан дээрлик энергия{1}}нейтралдуу процесс аркылуу синтезделген Кирен аз уулуулугун сунуштайт жана көптөгөн колдонмолордо диметилформамиддин (DMF) жана N-метил-2-пирролидондун (NMP) ордун баса алат. Ал графенди өндүрүүдө жана көмүртектин кайчылаш кошулма реакцияларында натыйжалуулугун далилдеди. Кирен өзүнүн инновациялары жана туруктуулугу үчүн бир нече сыйлыктар аркылуу таанылды.

Табигый терең эвтектикалык эриткичтер (NADESs)холин хлориди, мочевина, глицерин жана органикалык кислоталар сыяктуу табигый кошулмаларды бириктирүү аркылуу пайда болгон жашыл эриткичтердин жаңы классын түзөт. Бул эвтектикалык аралашмалар катуу компоненттерине карабастан бөлмө температурасында суюк бойдон калууда. NADESs аз уулуулугун, биодеградациясын жана ар түрдүү заттарды эритүү мүмкүнчүлүгүн сунуштайт. Алардын колдонмолоруна өсүмдүктөрдөн биоактивдүү кошулмаларды алуу, фармацевтикалык синтез жана аналитикалык химия кирет.

Био{0}}негизделген эриткичтер рыногу олуттуу өстү, болжолдоолор уланып жаткан кеңейүүнү көрсөтөт. Allied Market Research компаниясы жашыл жана био{2}}негизделген эриткичтер рыногу 2014 жана 2020-жылдардын ортосунда жылдык 4,3% өсүш темпин каттайт. Бул өсүштү жөнгө салуу талаптары менен бирге экологиялык жактан жоопкерчиликтүү өнүмгө керектөөчүлөрдүн суроо-талаптары түрткү берет.

Бирок, жашыл эриткичтер кыйынчылыктарга дуушар болушат. Алар азырынча бардык колдонмолордо кадимки эриткичтерди аткаруунун чектелүүсүнөн же жогорку чыгымдардан алмаштыра албайт. Кээ бир био{2}}базалар азык-түлүк өндүрүшү менен атаандашып, туруктуулукка байланыштуу суроолорду жаратат. Жашыл эриткичтердин-жашоо циклин баалоодо алардын бүт өндүрүш чынжырчасы, анын ичинде айыл чарба продукциялары, кайра иштетүү энергиясы жана транспорт каралышы керек.

Бардык контексттерде эч кандай эриткич кемчиликсиз "жашыл" эмес. Ар бири өндүрүш ыкмаларын, кайра иштетүү мүмкүнчүлүктөрүн,-турмуштун акыры-жарактан чыгарууну жана жалпы процесстин эффективдүүлүгүн эске алуу менен өзүнүн атайын колдонуусунун алкагында бааланышы керек. Максат жалгыз универсалдуу жашыл эриткич эмес, тескерисинче, ар кандай тиркемелерге дал келген коопсуз альтернативалардын түрдүү инструменттери.

Белгилүү бир колдонуу үчүн туура органикалык эриткичти тандоо бир нече факторлордун тең салмактуулугун талап кылат. Химиктерге жана инженерлерге негизделген чечим чыгарууга жардам берүү үчүн эриткичти тандоо боюнча колдонмолор иштелип чыккан.

Эригичтиктин параметрлериэриткич белгилүү бир материалды эритет же жокпу алдын ала. "Ошол сыяктуу эрийт" деген принцип -полярдык эриткичтер полярдык эриткичтерди эритет, ал эми-полярдык эмес эриткичтер-полярдык эмес заттарды эритет. Хансендин эригичтик параметрлери полярдуулукту дисперсиялык күчтөргө, полярдык өз ара аракеттенүүгө жана суутек байланышынын компоненттерине бөлүп, үч{5}}өлчөмдүүраак ыкманы сунуштайт.

Реакциялархимиялык синтезде эриткичтин реакциянын ылдамдыгына, тандоого жана түшүмдүүлүккө тийгизген таасирин камтыйт. Эриткичтин полярдуулугу реакция механизмдерине таасир этет. Протикалык эриткичтер (суутек менен байланышуу жөндөмдүүлүгү барлар) көптөгөн реакцияларда апротикалык эриткичтерге (болбогондорго) караганда башкача аракеттенишет. Температура талаптары эриткичти тандоону талап кылышы мүмкүн-жогорку температурадагы реакциялар үчүн жогорку-кайноочу эриткичтер талап кылынат, ал эми төмөнкү{5}}температурадагы реакциялар ошол температурада суюк бойдон кала турган эриткичтерге муктаж.

Төмөнкү иштетүүэриткич тандоого таасир этет. Эгерде продукт эриткичтен обочолонушу керек болсо, бөлүү оңой. Учуучу эриткичтер жөнөкөй бууланууга мүмкүндүк берет. Аралашпаган эриткичтер суюктук-суюктуктун экстракциясын камсыз кылат. Кээ бир процесстер эриткичтерди кайра иштетүү жана кайра колдонуу менен туруктуулукту жана тазалоону жеңилдетет.

Курчап турган чөйрөнү коргоо, ден соолук жана коопсуздук (EHS) профилизаманбап эриткич тандоодо оор салмакка ээ. CHEM21 эриткичти тандоо колдонмосу сыяктуу куралдар коопсуз альтернативаларды аныктоого жардам берет. Бул жол көрсөткүчтөр эриткичтерди бир нече категориялар боюнча бөлүштүрөт: коопсуздук (тутануучулук, реактивдүүлүк), ден соолук (курч уулануу, өнөкөт таасирлер), айлана-чөйрө (туруктуулук, суудагы ууландыргычтык) жана калдыктарды тазалоо кыйынчылыгы.

Экономикалык факторлорар түрдүү болгон төлөмдүн наркын жана инфраструктуралык талаптарды камтыйт. Адистештирилген эриткичтер сактоо же калыбына келтирүү үчүн кымбат баалуу жабдууларды талап кылышы мүмкүн. Ченемдик талаптарга ылайык келүү-уруксат берүү, мониторинг жүргүзүү, отчет берүү- айрым эриткичтерди колдонууга кеткен жалпы чыгымдарга кошулат.

Аралаш эриткич системаларыкөп учурда жалгыз эриткичтерге караганда жакшыраак иштешин камсыз кылат. Бинардык же үчтүк аралашмалар кемчиликтерди азайтып, ар кандай эриткичтердин артыкчылыктарын айкалыштыра алат. Литий батарейкасынын электролиттери жогорку диэлектрдик туруктуулукту жана төмөн илешкектүүлүккө жетишүү үчүн эриткичтерди аралаштырып, бул ыкманы мисалга алат.

Органикалык эриткич технологиясы технологиялык талаптарга жана туруктуулук императивине жооп катары өнүгүп келе жатат.

Эриткичсиз-процесстержашыл химияда идеалдуу максатты билдирет. Мүмкүн болгон учурда, эриткичтерди жок кылуу, алар менен байланышкан тобокелдиктерди жана чыгымдарды толугу менен жок кылат. Катуу{2}}реакциялар, тыкан реакциялар (эриткичсиз аралашкан реактивдер) жана механикохимиялык процесстер бул максатка жетет. Бирок, көптөгөн колдонмолор дагы эле практикалык ишке ашыруу үчүн эриткичтерди талап кылат.

Суперкритикалык суюктуктар, өзгөчө суперкритикалык көмүр кычкыл газы (scCO₂) кадимки органикалык эриткичтерге альтернатива сунуштайт. Өзүнүн критикалык температурасынан жана басымынан жогору, CO₂ тыгыздыгы-суюктук сыяктуу, бирок диффузиялык-газ сыяктуу суюктукка айланат. ScCO₂ көптөгөн полярдуу эмес заттарды эритет, уулуу калдыктарды чыгарбайт жана басымды төмөндөтүү аркылуу оңой бөлүнөт. Кофе өнөр жайы кофеинден арылтуу үчүн scCO₂ колдонот. Фармацевтикалык экстракция жана полимерди иштетүүдө да суперкритикалык суюктуктар колдонулат. Жогорку-басымдагы жабдууларга талаптар жана чектелген полярдуулук кеңири жайылтууну чектейт.

Иондук суюктуктарбөлмө температурасында суюк бойдон кала турган иондордон турат. Бул конструктордук эриткичтерди тиешелүү катион -аниондук комбинацияларды тандоо менен конкреттүү колдонмолорго ылайыкташтырса болот. Алардын болбос буу басымы атмосферага эмиссиянын алдын алат. Бирок, көптөгөн иондук суюктуктар белгисиз токсикологияга ээ, алардын синтези кымбат болушу мүмкүн жана алардын кайра иштетүүгө жөндөмдүүлүгү ар бир учурда баа берүүнү талап кылат.

Эсептөөчү эриткичтин скринингимолекулярдык моделдөө жана машина үйрөнүү аркылуу эриткич тандоону тездетет. Эриткичтин касиеттерин, реакциянын натыйжаларын жана айлана-чөйрөгө тийгизген таасирлерин эсептөө эксперименталдык сыноолорду-жана-каталарды азайтат. Бул куралдар кеңири химиялык мейкиндиктерден келечектүү талапкерлерди аныктоого жардам берет.

Өркүндөтүлгөн батареялар үчүн фтордуу эриткичтеринтенсивдүү изилдөөгө көңүл бурушат. Чыңалуусу жогору жана энергиянын тыгыздыгы-болгон кийинки муундагы литий батареялары 4,8Вдан жогору туруктуу эриткичтерге муктаж. Жарым-жартылай фторлуу карбонаттар жана эфирлер убада берет. Трифторэтилметилкарбонат жана башка фтордуу кошулмалар жогорку вольттогу литий-бай катоддор менен литий металл аноддорун иштетүүгө мүмкүндүк берет.

Эриткичти кайра иштетүү жана калыбына келтирүүтехнологиялар туруктуулукту жакшыртат. Дистилляция кайноо температурасынын айырмачылыктарынын негизинде аралаш эриткичтерди ажыратат. Мембрананы бөлүү, адсорбциялоо жана өркүндөтүлгөн кычкылдануу процесстери сарпталган эриткичтерди калыбына келтирет жана тазалайт. Жабык -циклдик системалар жаңы эриткичти керектөөнү жана калдыктардын пайда болушун азайтат.

Органикалык эриткич өнөр жайы аткаруу талаптары менен туруктуулук максаттарынын ортосундагы үзгүлтүксүз тирешүүгө туш болот. Кээ бир тиркемелер эч качан адекваттуу жашыл альтернативаларды таппай калышы мүмкүн, бул катуу көзөмөл астында салттуу эриткичтерди колдонууну талап кылат. Башка колдонмолор био-негизделген, азыраак кооптуу же толугу менен эриткичсиз- ыкмаларга өтөт. Траектория коопсуздукту жана экологиялык жоопкерчиликти биринчи орунга койгон бир топ түрдүү, колдонмо{5}}спецификалык эриткичтин шаймандарын көрсөтөт.

Структура{0}}мүлк мамилелерин изилдөө молекулярдык түзүлүш эриткичтин мүнөздөмөлөрүн кантип аныктаарын көрсөтүүнү улантууда. Бул билим конкреттүү максаттар үчүн оптималдаштырылган жаңы эриткичтерди рационалдуу долбоорлоого мүмкүндүк берет. Жашыл химиянын принциптеринин, өнүккөн мүнөздөмө ыкмаларынын жана эсептөө куралдарынын айкалышы 21-кылым үчүн органикалык эриткичтер технологиясын кайра түзүүдө.

Organic Solvents

Органикалык эриткичтин молекулярдык түзүлүшүнүн бир бөлүгү катары көмүртек атомдору бар, алар адатта суутек, кычкылтек, азот же галоген атомдору менен байланышкан. Бул органикалык эриткичтерди суу (H₂O) же көмүртектери жок суюк аммиак сыяктуу органикалык эмес эриткичтерден айырмалайт. Көмүртек{2}}негизделген структурасы органикалык эриткичтерге башка органикалык кошулмаларды эритүү үчүн мүнөздүү жөндөмүн берет.

Бардык органикалык эриткичтер бирдей уулуулугуна ээ эмес. Уулуулугу химиялык түзүлүшкө жараша кескин өзгөрөт. Этанол салыштырмалуу төмөн уулуулугун көрсөтөт жана суусундуктарда жана дарыларда пайда болот. Ал эми бензол өтө уулуу жана канцерогендүү. Көмүртек төрт хлориди боорго катуу зыян келтирет. Ар бир эриткич коопсуздук маалымат баракчалары жана ченемдик көрсөтмөлөр аркылуу ден-соолукка болгон тобокелдиктерге жекече баа берүүнү талап кылат.

Ооба, көптөгөн органикалык эриткичтер ар кандай кайноо чекиттеринин негизинде компоненттерди бөлүп турган дистилляция аркылуу кайра иштетилиши мүмкүн. Химия өнөр жайы чыгымдарды жана айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайтуу үчүн эриткичтерди үзгүлтүксүз калыбына келтирет жана кайра колдонот. Кайра иштетүүнүн максатка ылайыктуулугу эриткичтин түрүнө, тазалык талаптарына жана булгануу деңгээлине жараша болот. Кээ бир колдонмолор таза эриткичтерди талап кылат, башкалары кайра иштетилген материалды кабыл алышат.

Литий батареялары органикалык эриткичтерди талап кылат, анткени литий суу менен катуу реакцияга кирип, суудагы электролиттерди мүмкүн эмес кылат. Органикалык карбонаттык эриткичтер литий туздарын эритип, батарейканын чыңалуу диапазонунда электрохимиялык туруктуу бойдон калат. Алар ошондой эле электроддордо коргоочу беттик пленкаларды түзүшөт, алар андан ары ажыроого жол бербейт. Этилен карбонатынын сызыктуу карбонаттар менен спецификалык айкалышы иондук өткөргүчтүктү жана электродду коргоонун оптималдуу балансын камсыз кылат.

Органикалык эриткичтер – бул фармацевтикадан электроникага чейинки тармактарда зарыл болгон көмүртектин негизиндеги суюктуктар, 200дөн ашык түрдүү кошулмалар адистештирилген колдонмолорго кызмат кылат.

Ден соолук жана коопсуздук тобокелдиктери органикалык эриткичтердин арасында олуттуу айырмаланат, салыштырмалуу таза этанолдон канцерогендүү бензолго чейин, катуу экспозицияны көзөмөлдөөнү жана тиешелүү коргоочу шаймандарды талап кылат.

Литий батареясынын технологиясы литий туздарын эритип, электроддор арасында иондорду өткөрүүчү жана батареянын узак иштөөсүн камсыз кылуучу коргоочу пленкаларды түзүүчү органикалык карбонаттык эриткичтерден көз каранды.

Жашыл альтернативалар, анын ичинде био-негизделген эриткичтер, табигый терең эвтектикалык эриткичтер жана фтордуу кошулмалар бара-бара кооптуу мунайдан алынган эриткичтерди алмаштырууда.

Эриткичти тандоо бир нече факторлорду, анын ичинде эритүү күчүн, коопсуздук профилин, айлана-чөйрөгө тийгизген таасири, баасын жана колдонууга-спецификалык өндүрүмдүүлүк талаптарын тең салмактуулукту талап кылат.