lunes, 27 de abril de 2009

PROPIEDADES

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS SOLVENTES

· Son compuestos líquidos y de peso molecular ligero.
· Son sustancias poco polares, y por tanto escasamente miscibles en agua, que manifiestan una gran lipofilia.
La polaridad es una característica muy importante de los solventes debido a que determina la solubilidad, además el orden de elución de los compuestos en técnicas de separación como la cromatografía
· Poseen gran volatilidad, por lo que presentan una alta presión de vapor, pudiendo pasar fácilmente a la atmósfera en forma de vapor durante su manejo y por ello susceptibles de ser inhalados fácilmente.
Los solventes tienen tensiones superficiales que oscilan de 18 dinas/cm para los hidrocarburos alifáticos hasta 30 dinas/cm para los disolventes oxigenados. Estos valores son inferiores a la tensión superficial de la mayoría de los polímeros.
Por ejemplo, en pinturas, el solvente disminuye la tensión superficial, moja la superficie del polímero y facilita la formación de una película. Si la formación de la película es buena hay mayor humectación de la superficie, lo que es esencial para una buena adherencia. Esto se debe a que las moléculas se aproximan lo suficiente para que se formen enlaces de adherencia (enlaces intermoleculares entre la superficie y las moléculas de resina). Varios recubrimientos se aplican como dispersiones en agua y dado que el agua tiene una tensión superficial muy elevada de 72,7 dinas/cm es necesario añadir tensoactivos para que esta disminuya.

· Poder solvente, el cual varía con la temperatura y en una mezcla de disolventes rara vez es el promedio de los valores de los componentes individuales. Los líquidos de moléculas pequeñas son mejores disolventes que los de moléculas grandes y, en general, proporcionan disoluciones de menor viscosidad. Así, en una serie homóloga hay una disminución del poder disolvente y un incremento de la viscosidad al aumentar el peso molecular.
· Tienen unos puntos de ebullición relativamente bajos.
En general los solventes de baja punto de ebullición (muy volátiles) y alto poder solvente (moléculas pequeñas como el diclorometano) permiten preparar soluciones concentradas de baja viscosidad
· En general son mezclas de varios compuestos químicos mayoritarios acompañados de trazos de otros.
· Su composición puede variar con el tiempo, dada su volatilidad y elevada presión de vapor y por el hecho de que se contaminan con el uso.
· Uso muy amplio y diverso.
· En general, producen importantes efectos tóxicos.
· Son sustancias combustibles cuyos vapores mezclados con el aire pueden dar lugar a mezclas inflamables y con riesgo de explosión.
La mayoría de los solventes no clorados son inflamables a temperaturas ordinarias y representan un riesgo de fuego y explosión (los compuestos halogenados no arden, son ignífugos). Hay una legislación que reglamenta su almacenamiento, transporte y uso. Los solventes con temperaturas de inflamación (Ti) menor de 23 °C presentan un riesgo de incendio elevado, entre 23 °C y 60 °C moderado y por encima de 60 °C el riesgo es ligero.

la tabla adjunta muestra valores para estas propiedades:


Es la contaminación del aire, principalmente en áreas urbanas, por ozono originado por reacciones fotoquímicas, y otros compuestos. Esto se observa cuando la atmósfera torna a un color marrón rojizo. El ozono es un compuesto oxidante y tóxico que puede provocar en el ser humano problemas respiratorios.

La formación del ozono contaminante, se da mediante los siguientes pasos:
Los principales contaminantes primarios son los óxidos de nitrógeno (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles.
· el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos reaccionan a altas temperaturas produciendo monóxido de nitrógeno (u óxido nítrico)
· el óxido nítrico es una molécula altamente inestable en el aire ya que se oxida rápidamente en presencia de oxígeno convirtiéndose en dióxido de nitrógeno según la reacción:
Entre los compuestos orgánicos volátiles (COVs) se encuentran los hidrocarburos no quemados que pueden ser emitidos también por vehículos, así como solventes o combustibles que se pueden evaporar fácilmente. También éstos pueden provenir de zonas arbóreas, al emitirse de forma natural hidrocarburos, principalmente isopreno, pineno y limoneno.
· Durante el día el dióxido de nitrógeno se disocia en monóxido de nitrógeno y radicales oxígeno:
NO2 + hν → NO + O·
· El O· se combina con oxígeno molecular generando ozono:
O· + O2 → O3
· En ausencia de COVs este ozono oxida al monóxido de nitrógeno de la etapa anterior:
O3 + NO → O2 + NO2
· Pero en presencia de COVs, éstos se transforman en radicales peroxi que a su vez oxidan al NO:
ROO· + NO → RO· + NO2
De esta forma el NO no está disponible para reaccionar con el ozono y éste se acumula en la atmósfera.
Para reducir la neblina fotoquímica es necesario disminuir la emisión de los NOx y los COVs (en caso de solventes, sustituyéndolos con solventes alternativos)
Las cantidades de hidrocarburos volátiles en la atmósfera son bastante grandes comparadas con las de NOx, por lo que suelen estar en exceso. De esta forma, una reducción de éstos conduce a una disminución de la neblina menor de la esperada. Además, los hidrocarburos emitidos de forma natural pueden ser suficientes para que siga produciéndose neblina o smog (aunque en áreas urbanas no suelen ser éstos los más importantes). En cualquier caso, sigue siendo importante la reducción de los niveles de estos hidrocarburos volátiles en la atmósfera.

PARÁMETRO DE SOLUBILIDAD

Permite predecir el calor de la mezcla de líquidos y polímeros amorfos. Así cualquier polímero amorfo no polar se disolverá en un líquido o mezcla de líquidos que tengan un parámetro de solubilidad cuya diferencia no sea mayor a ±1.8 (cal cm-3)0.5.

El concepto de parámetro de solubilidad se basa en la energía libre de Gibas. De manera que cuando ∆H tiende a cero en la expresión:
∆G = ∆H-T∆S
donde: ∆G: energía libre de Gibas
∆H: variación de entalpía
∆S: variación de entropía

∆G tendrá el valor negativo necesario para que se produzca la disolución; ∆S aumenta el proceso de disolución y por lo tanto son de desear valores negativos o pequeños de ∆Hm.
Para los solventes no polares, denominados normales por Hildebrant, el parámetro de solubilidad (δ) es igual a la raíz cuadrada de la diferencia entre la entalpía de evaporación (∆Hv) y el producto de la constante de los gases ideales (R) y la temperatura (T) en Kelvin, todo dividido entre el volumen molar (V), representándose de la forma:
δ = (∆E/V)1/2 = ((∆Hv – RT)/V)1/2
Donde:
V se puede sustituir por el cociente entre en peso molecular (M) y la densidad (D)
--> V = M/V
La fórmula de parámetro de solubilidad quedaría:

δ = [D(∆Hv – RT)/M]1/2 , con unidades: H (Hildebrant)

En el ejemplo siguiente, esta expresión puede utilizarse para calcular el parámetro de solubilidad δ para cualquier solvente no polar como por ejemplo el n-heptano a 298ºK. El n-heptano tiene un calor de vaporización molar de 8700 cal, una densidad de 0.68 gcm-3 y un peso molecular de 100.

δ = [0.68(8700-2(298)] / 100 = (55.1cal cm3)1/2 = 7.4 H

Puesto que el calor de vaporización de los polímeros sólidos no es sencillo de obtener, Small ha proporcionado valores de las constantes de atracción molar (G), las cuales son aditivas y pueden usarse en la siguiente ecuación para la estimación del parámetro de solubilidad de los polímeros no polares:

δ = DΣG/M
Parámetros de solubilidad (δ) de algunos grupos funcionales:

Una aplicación de la ecuación de Small puede ser calculando el parámetro de solubilidad del polipropileno amorfo (D = 0.905) que consta de unidades CH, CH2 Y CH3 en cada momento. El polipropileno tiene un peso de monómero de 42.

δ = 0.905(28 + 133 + 214)/42 = 8.1 H

Parámetros de solubilidad (δ) de algunos disolventes típicos:


8 comentarios:

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  2. buena informacion,pero si la informacion es de solvnetes industriales,k hace la neblina ahi?corrigan esto,tomenlo como consejo y no se piken y borren el comment

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  3. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  4. la neblina fotoquímica es consecuencia de el uso de compuestos orgánicos volátiles, los que se utilizan en muchos solventes industriales; por eso se ha hecho mención de este tema.

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  5. Otro tipo de contaminacion acerca de solventes... tiene muxo que ver ya que por oxidación fotoquímica de óxidos de nitrógeno Y DE HIDROCARBUROS (los polímeros como lo postean) estas condiciones son las generadoras de inversión térmica y niebla fotoquímica ... yo creo q es un buen posteo :)

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  6. Bueno eso de la solubilidad por grupo funcional. Atte. PERCY LEITH - LOS ANFÓTEROS

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  7. Desconocia lo de niebla fotoquimica, Datazo, felicitaciones por este post

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  8. Holas, dices que una de las propiedades de los solventes es que son poco polares, y creo que no es así. Los solventes pueden clasificarse como polares (alcohol etílico,acetona...)y apolares (benceno, tetracloruro de carbono...). Incluso, el solvente universal por excelencia es el agua, que presenta una gran polaridad.

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