SOLVENTES INDUSTRIALES

INTRODUCCION

Un disolvente es aquella sustancia que permite la dispersión de otra en su seno. Es el medio dispersante de la disolución. Normalmente, el disolvente establece el estado físico de la disolución, por lo que se dice que el disolvente es el componente de una disolución que está en el mismo estado físico que la disolución. También es el componente de la mezcla que se encuentra en mayor proporción.

Las moléculas de disolvente ejercen su acción al interaccionar con las de soluto y rodearlas. Se conoce como solvatación. Solutos polares serán disueltos por disolventes polares al establecerse interacciones electrostáticas entre los dipolos. Los solutos apolares disuelven las sustancias apolares por interacciones entre dipolos inducidos.

Los disolventes orgánicos son compuestos orgánicos volátiles que se utilizan solos o en combinación con otros agentes para disolver materias primas, productos o materiales residuales, utilizándose para la limpieza, para modificar la viscosidad, como agente tenso activo, como plastificante, como conservante o como portador de otras sustancias que, una vez depositadas, quedan fijadas evaporándose el disolvente. En general, los disolventes orgánicos son de uso corriente en las industrias para pegar, desengrasar, limpiar, plastificar y flexibilizar, pintar y lubricar.

Entre la gran variedad de estas sustancias que se emplean en ámbitos industriales y domésticos, existe una amplia relación de disolventes orgánicos considerados tóxicos y muy tóxicos.

Rombo NPFA 704

Para un adecuado manejo de solventes, tanto en el laboratorio como en la industria, es de vital importancia tener en cuenta las diversas propiedades que presentan para situaciones que representen algún peligro para la salud. Sin embargo, resulta tedioso recordar muchas de estas propiedades y en momentos en los que se necesita actuar rápido, el hecho de no recordarlas puede traer consecuencias negativas.

Es por ese motivo que se creó el Código NPFA 704, que es un sistema de identificación de riesgo para que en un eventual incendio o emergencia, las personas afectadas puedan reconocer los riesgos que implica el material.

Dicho código es un rombo que presenta 4 colores, azul para la salud, rojo para la inflamabilidad, amarillo para la reactividad y blanco para algún riesgo especial. En los 3 primeros se enumera, del 0 al 4, de acuerdo al nivel de riesgo y en el blanco, letras.

Salud:

0. Material corriente

1. Ligeramente peligroso.

2. Peligroso.

3. Muy peligroso.

4. Demasiado Peligroso.

Inflamabilidad:

0. No arde

1. Debe precalentarse para arder sobre los 93ºC.

2. Ignición al calentarse normalmente debajo de los 93ºC.

3. Ignición a temperaturas normales, debajo de los 37ºC.

4. Extremadamente inflamable, arde debajo de los 25ºC.

Reactividad:

0. Estable normalmente.

1. Inestable si se calienta.

2. Posibilidad de cambio químico violento.

3. Puede explotar por golpe fuerte o calor.

4. Puede explotar

Riesgo Especial: (Blanco)

W. Evite contacto con el agua

OX. Oxidante

ALC. Alcalino

ACID. Acido

Viscosidad y tensión superficial

Generalmente se espera que los solventes diluyan a los solutos y disminuyan su viscosidad; pero no siempre quien reduce la viscosidad será el solvente adecuado, por ejemplo, en soluciones muy diluidas, la viscosidad disminuye si el disolvente disuelve mal a la sustancia, lo que se desea es que la disolución sea buena, en cambio si el solvente disuelve bien al soluto, las moléculas estarán más extendidas proporcionando más viscosidad. Sin embargo, en soluciones concentradas, las moléculas del soluto se disgregan y el mejor solvente será quien proporcione menos viscosidad.

Otro factor a tener en cuenta es la tensión superficial del disolvente.

La Tensión superficial es una fuerza que hace que las superficie de los líquidos se comporten como una capa elástica, debido a las fuerzas intermoleculares SÓLO DE ATRACCIÓN que experimentan las moléculas del líquido en la superficie.

Esta influye en el brillo, en la textura de la superficie, en la flotación de los pigmentos y en la adherencia de la película (capa exterior de la solución). La flotación de pigmentos (pequeñas partículas que cambian el color de la luz que reflejan por medio de la adsorción de color) es un fenómeno en el cual una pintura que contiene dos o más pigmentos se seca de tal manera que uno de ellos se separa de los otros (disolución no homogénea) y se concentra en forma de rayas sobre la superficie de la película (flota). El disolvente o mezcla de disolventes debe evitar este problema, ya que los solventes deben interactuar de manera equivalentes con cualquier sustancia que diluya en la solución.

Los disolventes tienen tensiones superficiales que oscilan de 18.10-5 Kg-m/s2 para los hidrocarburos alifáticos, y hasta 30.10-5 Kg-m/s2 para los disolventes oxigenados. Estos valores son inferiores a la tensión superficial de algunos compuestos orgánicos, por lo que:

Fuerza de Tensión superficial disolvente > fuerza de tensión superficial de soluto

Como consecuencia el disolvente disminuye la tensión superficial de la solución, moja la superficie del soluto y facilita la formación de la 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 disolvente). Varios recubrimientos se aplican como dispersiones en agua y dado que el agua tiene una tensión superficial muy elevada de 72,7.10-5 Kg-m/s2 es necesario añadir tenso activos para que esta disminuya y permita una mejor disolución.

Aquí vemos un tenso activo en agua: el tiempo de formación de la película de la superficie disminuye a medida que se reduce la tensión superficial del solvente, y permite una mejor disolución.

Punto de ebullición

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión exterior a dicho líquido si se encontrase en un recipiente cerrado.

A continuación se observa la relación del punto de ebullición de los disolventes según su número de carbonos.

Sabemos que el punto de ebullición permite realizar separaciones de componentes en una mezcla, pero también debemos tener en cuenta que el punto de ebullición aumenta en cualquier solución cuando el soluto es no volátil, debido a que, al ser el soluto no volátil, la solución generará menor presión de vapor con respecto al solvente puro, por lo que será necesario calentar a una temperatura más alta para conseguir que la presión de vapor sea igual a 1 atmósfera. Esto supone que la temperatura de ebullición del solvente será más alta.

Punto de fusión

Disminución del punto de congelación: Se observó que el agua de mar funde a menor temperatura que el agua pura. Esto se debe a la existencia de sales, o sea, un soluto. Existe un equilibrio dinámico entre las partículas que solidifican y las partículas que se fusionan. Cuando se añade un soluto este equilibrio dinámico se rompe ya que las moléculas del soluto congelan a menos velocidad. Es necesaria una disminución de la temperatura para alcanzar un nuevo equilibrio.

Densidad de disolventes

Generalmente los solventes tienen menor densidad que el agua, excepto algunos como el Cloruro de metileno o Cloroformo, que son más densos y viscosos que el agua.

Generalmente, debido a la baja inflamabilidad de los compuestos clorados, se usa en la limpieza de metal, en la industria electrónica o como agente de limpieza en seco.

Poder disolvente de los disolventes

El poder disolvente 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.

La información brindada en las diversas entradas de solventes sobre las propiedades físicas y químicas fue extraída del manual de solventes Orgánicos de Ian Smallwood. A continuación se deja el link para descargarlo.

http://rapidshare.com/files/194942241/Handbook_of_Organic_Solvent_Properties__Ian_M._Smallwood_.pdf

A continuación una pequeña tabla de propiedades físicas de algunos solventes.

Índice de polaridad / Disolvente / Viscosidad cP, 20ºC / Pto. de ebu.ºC (1 atm)

-0.3 N-decano 0.92 174.1

-0.4 / Iso-octano / 0.50 / 99.2

0.0 / N-hexano / 0.313 / 68.7

0.0 / Ciclohexano / 0.98 / 80.7

1.7 / Éter butílico / 0.70 / 142.2

1.8 / Trietilamina / 0.38 / 89.5

2.2 / Éter isopropílico / 0.33 / 68.3

2.3 / Tolueno / 0.59 / 100.6

2.4 / P-xileno / 0.70 / 138.0

3.0 / Benceno / 0.65 / 80.1

3.3 / Éter bencílico / 5.33 / 288.3

3.4 / Cloruro de metileno / 0.44 / 39.8

3.7 / Cloruro de etileno / 0.79 / 83.5

Índice de polaridad / Disolvente / Viscosidad cP, 20ºC / Pto. de ebu.ºC (1 atm)

3.9 / Alcohol butílico / 3.00 / 117.7

3.9 / Butanol / 3.01 / 177.7

4.2 / Tetrahidrofurano / 0.55 / 66.0

4.3 / Acetato de etilo / 0.47 / 77.1

4.3 / 1-propanol / 2.30 / 97.2

4.3 / 2-propanol / 2.35 / 117.7

4.4 / Acetato de metilo / 0.45 / 56.3

4.5 / Metiloetilcetona / 0.43 / 80.0

4.5 / Ciclohexanona / 2.24 / 155.7

4.5 / Nitrobenceno / 2.03 / 210.8

4.6 / Benzonitrilo / 1.22 / 191.1

4.8 / Dioxano / 1.54 / 101.3

5.2 / Etanol / 1.20 / 78.3

5.3 / Piridina / 0.94 / 115.3

5.3 / Nitroetano / 0.68 / 114.0

5.4 / Acetona / 0.32 / 56.3

5.5 / Alcohol bencílico / 5.80 / 205.5

5.7 / Metoxietanol / 1.72 / 124.6

6.2 / Acetonitrilo / 0.37 / 81.6

6.2 / Ácido acético / 1.26 / 117.9

6.4 / Dimetilformamida / 0.90 / 153.0

6.5 / Dimetilsulfoxida / 2.24 / 189.0

6.6 / Metanol / 0.60 / 64.7

7.3 / Formamida / 3.76 / 210.5

9.0 / Agua / 1.00 / 100.0

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