CO JE ROZPOUŠTĚDLO? Kapalina schopná rozpouštět různé látky, aniž by je chemicky měnila. 1) Je schopno rovnoměrně rozptýlit částice jiných látek za vzniku homogenní směsi - roztoku. 2) Má jednotné chemické a fyzikální vlastnosti v celém objemu. 3) Hlavním úkolem je převést filmotvornou složku do roztoku. 4) Každý roztok je složen ze dvou složek: rozpouštědla a rozpuštěné látky 5) Každá látka, která je schopná rozpouštět jinou látku • Voda • Organická rozpouštědla s vodou mísitelná • Organická rozpouštědla s vodou nemísitelná (nevodná) • Směsné rozpouštědlové systémy DĚLENÍ DLE CHARAKTERU PRAVÉ (AKTIVNÍ) Rozpouští přímo filmotvornou látku NEPRAVÉ (LATENTNÍ) Samo nerozpouští filmotvornou látku, je schopné ji rozpouštět ve směsi s pravými rozpouštědly ŘEDIDLO Upravuje zpracovatelské vlastnosti (viskozita) barev a laků. Rychlost odpařování musí být dostatečně pomalá, aby umožnila dobré zpracování Během schnutí se musí ihned odpařit DĚLENÍ DLE POLARITY POLARITA Posun elektrického náboje mezi jednotlivými atomy v molekule či chemické funkční skupině. Nositelem polarity jsou funkční skupiny. Fyzikální konstanty vypovídající o polaritě rozpouštědel jsou dipólový moment \i a dielektrická konstanta e Polarita molekul https://cs.khanacademy.org/science/organic-chemistry/gen-chem-review/electronegativity-polarity/v/dipole-moment Polar and Non-polar molecules https://www.voutube.com/watch?v=PVL24HAesnc&t=7s&ab channel=CrashCourse What is polarity https://www.youtube.com/watch?v=v4cifdGm104&ab channel=PerriHaqa Polarity and dissolving https://www.voutube.com/watch?v=b-tbSF-9H6o&ab channel=JonBerqmann NEPOLÁRNÍ rozpouštědla - benzen C6H6, hexan C6H14, dichlormethan CH2CI2, tetrachlormethan CCI4, diethylether CH3CH2OCH2CH3, obecně uhlovodíky - Nemísitelná s H20 - S rostoucím počtem CH2 skupin ve sloučenině se snižuje dielektrická konstanta e i polarita sloučeniny POLÁRNÍ rozpouštědla - voda, všechny anorganické kyseliny, nižší alkoholy (methanol, ethanol, ethylenglykol, propanol, glycerol, butanol, pentanol), nižší karboxylové kyseliny (octová, mravenčí) - Obecně platí, že 2 polární rozpouštědla se navzájem mísí (výjimky) • Protická - alkoholy, NH3, H2S04, - obsahují odštěpitelný proton (-OH nebo -NH2 skupiny) nebo protolytické reakce • Aprotická - aceton, dioxan, DMSO, DMFA - neodštěpují protony, rozpouštědla bazická (vážou proton) nebo inertní (proton nemohou odštěpit ani vázat) Obecné pravidlo: Podobné se rozpouští v podobném NEJBĚŽNĚJŠÍ ROZPOUŠTĚDLA VODA • Nejběžnější polární rozpouštědlo (vazba O-H) • Dobře rozpouští iontové a polární sloučeniny - vytváří ve vodě hydratované ionty • Silné interakce mezi molekulami • Dobré hydratační vlastnosti How polarity makes water behave strange https ://www. voutube.co m/watch ? v=AS L U Y 2U1M-8&ab channel=TED-Ed Water as a solvent https ://www. voutube.co m/watch ? v=IC v Bp7 3ZJ-A Propertie of water https ://www. voutube.co m/watch ?v=3 i wAG Wkv98c ER IS A MOLECULE 5+ A polar molecule dissolves in water. NEJBĚŽNĚJŠÍ ROZPOUŠTĚDLA ETHANOL Ethylalkohol C2H5OH Neomezeně mísitelný s vodou Polární (vazba C-O, O-H) Y ^ 109" H—C—C—H / I Brückenbindungen i H \ 105° H ů" Ethanol as a solvent https://www.voutube.com/watch?v=8cqCNv9svec ACETON Propan-2-on CH3COCH Neomezeně mísitelný s vodou Směs par s 02 je výbušná Polární lone pair electrons «am to bond wriih hydrogen •o- I I H,C C č 6+ -H- ] ty tli ogĽii-boiidiíig bcUvťťii cliloroform (lei ty and acetone (right). CH Why is aceton a good solvent https://studv.com/academv/lesson/why-is-acetone- a-qood-solvent-properties-explanation.html NEJBĚŽNĚJŠÍ ROZPOUŠTĚDLA N-BUTANOL Butan-1-ol C4H9OH Omezeně mísitelný s H20 Polární Desinfekce TOLUEN Methylbenzen C6H5CH3 Nemísitelný s H20 Nepolární DICHLORMETHAN CH2CI2 Dobře mísitelný s většinou organických rozpouštědel Nemísitelný s H20 Polární http://www.chem.latech.edu/~deddy/chem1 21 /Alcohols.htm XYLEN Směs izomerů dimethylbenzenu Nemísitelný s H20 Nepolární Náhrada toluenu VLASTNOSTI ROZPOUŠTĚDEL polarita rozpouštědla toxicita hořlavost teplota vznícení teplota varu těkavost (tenze par) relativní rychlost odpařování hustota viskozita mísitelnost s vodou dostupnost a cena Chemicky inertní. Určení rozpouštěcí schopnosti rozpouštěde: „podobné se rozpouští v podobném". Bezpečnostní list: Informace o toxicitě, hořlavých vlastnostech látek, mezích výbušnosti jejich par, hustotě, způsobech jejich zneškodňování apod. TOXICITA (T+ T) rozpouštědel charakterizuje mezní přípustná koncentrace (MPK) v pracovní zóně při krátkodobé expozici pracovníka a informace o ní je jedna z nejdůležitějších. Schopnost vyvolání otravy osob (či zvířat), které látku požily, vdechly či vstřebaly kůží Projevy otravy - bolest hlavy, nevolnost, omámení, závrať, ztráta vědomí Kompletní informace v bezpečnostním listu (BL) Vysoce toxickým rozpouštědlům je lépe se zcela vyhnout, Použití mnohých rozpouštědel je zakázáno. T+ - látka vysoce toxická T - látka toxická Jedovatost rozpouštědel při vdechování 1. Málo jedovatá - lakový benzín (white spirit), terpentýn, ethanol, aceton, ethylenglykol, ethylacetát 2. Středně jedovatá - toluen, xylen, methanol, 3. Velmi jedovatá - benzen, sirouhlík, dioxan, pyridin Benzen - Těžké poškození krvetvorby Chlorované uhlovodíky - Poškozují centrální nervovou soustavu - Toxický účinek na játra - Např. CCI4, CHCI3 (karcinogenní) Formaldehyd - V plicích a trávicím ústrojí se velmi dobře vstřebává a metabolizuje - Karcinogén 1. skupiny Práce v dobře odvětrávané místnosti či digestoři!! HOŘLAVOST • Většina organických rozpouštědel a ředidel je hořlavá, výjimka např. CCI4 nebo C2HCI3. • Obecně: Hořlavost je tím vyšší, čím nižší je bod varu. • Hořlavost rozpouštědel lze usoudit na základě teploty vzplanutí. I. Třída - bod vzplanutí do 21 °C (aceton, lehké benzíny, methanol, sírouhlík, diethylether, aj.) II. Třída - bod vzplanutí od 21 °C do 55°C (lakový benzín, petrolej, styren) III. Třída - bod vzplanutí od 55°C do 100°C (motorová nafta, vysokovroucí petrolej) IV. Třída - bod vzplanutí od 100°C do 250°C (anilin, nitrobenzen) Teplota vzplanutí Nejnižší teplota, při které kapalina vyvíjí dostatek par, aby je bylo možno zapálit (teplota při které mohou páry na povrchu vzplanout v přítomnosti zápalného zdroje) Teplota varu Teplota, při které se právě vyrovná tlak par kapaliny s tlakem okolního plynu. Závisí na atmosférickém tlaku. TĚKAVOST • Schopnost látky vypařovat se - látka s vyšší tenzí par vypařuje rychleji než látka s nižší tenzí par RELATIVNÍ RYCHLOST ODPAŘOVÁNÍ • Doba odpařování rozpouštědla z povrchových vrstev - umožňuje vybrat optimální rozpouštědlo • Srovnávací standard - diethylether (nejtěkavější rozpouštědlo) VÝBUŠNOSŤ • Směs par rozpouštědla (hořlavého plynu) tvoří se vzduchem (prostředím kde je dostatek 02) za vhodných podmínek směs schopnou hořet, deflagrovat či detonovat (výbušnou směs). • Spodní mez výbušnosti - nejnižší koncentrace hořlavého plynu ve vzduchu • Horní mez výbušnosti - nejvyšší koncentrace hořlavého plynu ve vzduchu • Nejlepší koncentrace pro výbuch se nachází mezi spodní a horní mezí. • Iniciace výbuchu - otevřený plamen, jiskra (vypínač, zvonek, elektromotor aj.) K ČEMU SE V KO-RE POUŽÍVAJÍ? Odstranění znečištěných povrchových vrstev - stírání nečistot - odstraňování starých laků - naměkčení původního laku a jeho setření Příprava laků pro nanesení na povrch konzervovaného předmětu - lakové vrstvy z polymerů - polyvinylbutyral PVB, polybutylmethakrylát PBMA, polymethylmethakrylát PMMA, ethylmethakrylát-metylakrylát Paraloid B72, včelí vosk Součást lepidel Příprava roztoků určených k impregnaci pórovitých systémů - roztoky akrylových nebo organokřemičitých polymerů Obecné rozpouštění látek Z velkého počtu organických rozpouštědel pouze některá našla využití v Ko-Re Odstraňovaná složka Rozpouštědlo tuky, oleje ethanol, /sopropanol, nasycené uhlovodíky, chlorované uhlovodíky fermeže směs ethanolu a terpentýnové silice, methycellosolve laky, prírodní pryskyřice, polymery aceton, methylethylketon, ethanol, toluen, xylen vosky terpentýnová silice, benzin, lakový benzin, chloroform voskokalafunové tmely směs ethanolu s acetonem, methylcellosolve parafin toluen, xylen stearin lakový benzin, benzin olejová barva dimethylacetamid, dimethylsulfoxid kasein-olejová tempera methycellosolve polyvinylacetátová tempera ethanol, aceton, ethylacetát Účinnost je zpravidla dána zkušenostmi a zkouškami konzervátorů SMESNA ROZPOUŠTĚDLA • pro zvýšení rozpustnosti (samotná čistá rozpouštěla jsou někdy neúčinná) • převládá vliv jednoho nebo druhého rozpouštědla • ideální chování - aditivní účinek vlastností • neideální chování - antagonistické působení • obsahují aktivní rozpouštědla, z nichž mnohá jsou toxická - práce s nimi vyžaduje speciální podmínky • jejich použití je dáno mnohdy empiricky • směsi připravené na míru • hotová mnohokomponentní směsová rozpouštědla a odstraňovače starých nátěrů. PŘÍKLADY SMĚSNÝCH ROZPOUŠTĚDEL R646: odstranění vrstev s nitrocelulózovým základem, epoxidových a organokřemičitých směsí tvořících povrchové filmy toluen 50% n-butanol 15 % ethanol 10% butylacetát 10% ethylcellosolve 8 % aceton 7% R647: Odstranění vrstev s nitrocelulózovým základem toluen 41,3 % n-butanol 7,7 % butylacetát 29,8 % ethylacetát 21,2 % (DMFA) ROZTOKY POLYMERŮ Laky a lepidla - Polymery - vysokomolekulárni látky - „Dobrá" rozpouštědla - tvoří s polymerem v určeném rozsahu koncentrací homogenní systém (pravý roztok) - „Špatná" rozpouštědla - pravý roztok tvoří jen v úzkém rozsahu koncentrací, jinak tvoří dvoufázový systém - „Aktivní" rozpouštědla - vysoká rozpouštěcí schopnost mnoha polymerů - „Ředidla" - samo o sobě polymer nerozpouští, snižuje jeho viskozitu; účinnost ředidla je dána faktorem zředění - množství ředidla, které je možné přidat do roztoku, aniž by došlo ke srážení vysokomolekulárních látek BEZPEČNOST PRÁCE A UCHOVÁVÁNÍ ROZPOUŠTĚDEL Práce v rukavicích - zbytečně se nepotřísnit Nevdechovat - rouška, digestoř Nenechávat zbytečně otevřené Neskladovat zbytečně velká množství Dobře uzavřené, nerozbité nádoby Dobře větrané prostory a digestoře Nezahřívat v otevřených nádobách na otevřeném plameni, ale na vodních lázních, topných hnízdech apod.