حلال‌ها می‌توانند در فرآیندهای استخراج، تصفیه، تحلیل و سنتز مواد شیمیایی استفاده شوند. آنها به عنوان محیط‌های حمل و نقل برای مواد شیمیایی مختلف و همچنین به عنوان محل محلول شدن و انجام واکنش‌های شیمیایی عمل می‌کنند. علاوه بر این، حلال‌ها باید خالص، پایدار و قابل بازیافت باشند تا بتوانند کارایی و دقت آزمایش‌ها را به حداکثر برسانند.

در این مقاله، به بررسی انواع حلال‌ها، ویژگی‌ها، کاربردها و نکات مهم در انتخاب و استفاده از آنها خواهیم پرداخت. همچنین، اهمیت استانداردها و روش‌های صحیح استفاده از حلال‌ها در آزمایشگاه‌ها را بررسی خواهیم کرد.

انواع حلال های آمایشگاهی:

در آزمایشگاه‌ها انواع مختلفی از حلال‌ها استفاده می‌شود، این شامل اما محدود به موارد زیر نمی‌شود:

آب دیونیزه: آبی که از نمک‌ها و یون‌های آزاد پاکسازی شده است و برای آزمایش‌های حساس و دقیق استفاده می‌شود.

حلال های اسیدی: این حلال ها PH زیر 7 دارند وبعضی از آن ها قدرت بسیار بالایی در حل کردن موادی که مقاومت در انحلال دارند می شوند.  مانند هیدروکلریک اسید (HCl)، سولفوریک اسید (H2SO4)، نیتریک اسید (HNO3)

حلال های بازی: حلال های بازی با حل شدن در آب باعث افزایش یون OH⁻ می شوند و PH محلول را افزایش می دهند.  مانند هیدروکسید سدیم (NaOH)، هیدروکسید پتاسیم (KOH) و آمونیاک (NH3).

حلال‌های آلی: مانند استون، متانول، اتانول، تولوئن، استرها و بنزن که برای تصفیه و تحلیل مواد آلی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

استون: استون با فرمول شیمیایی CO(CH₃)₂ ساده تربن ساختار خانواده کتون هاست. این حلال یک محلول مایع بی رنگ، فرار با قابلیت اشتعال بالاست.

متانول: این ماده با فرمول شیمیایی CH₃OH، ساده ترین نوع الکل محسوب میشود. از دیگر نام های متانول می توان به متیل الکل، الکل متیلیک، کاربینول یا الکل چوب اشاره کرد. متانول از اتانول سمی تر است و علاوه بر حلال بودن، در جداسازی مواد قطبی و ناقطبی کاربرد دارد.

اتانول: اتانول با فرمول شیمیایی C₂H₅OH است که به نام های الکل اتیلیک یا اتیل الکل هم شناخته می شود. اتانول دارای یک بوی خاص و خاصیت آتشگیری است. اتانول به عنوان یکی از حلال های پایه در واکنش های سنتزی آلی استفاده می شود.

تولوئن: این ماده دارای یک حلقه بنزن و یک استخلاف متیل می باشد. تولوئن به مقدار بسیار زیادی در قطران ذغال سنگ یافت می شود. از ویژگی های فیزیکی تولوئن می توان به بی رنگ بودن و آتش زا بودن آن اشاره کرد. به خاطر قدرت حلالیت بالایی که دارد، در آزمایش های متفاوتی استفاده می شود.

حلال های استری: این نوع از حلال ها در انجام واکنش های سنتزی شیمیایی کاربرد دارند. از معروف ترین حلال های استری می توان به اتیل استر، متیل استر و بوتیل استر اشاره کرد.

بنزن: حلال بنزن یک حلال آلی غیرقطبی می باشد. بنزن به عنوان یک حلال محبوب در واکنش های سنتز آلی استفاده می شود. علاوه بر آن، در واکنش های استخراج و جداسازی هم کاربرد دارد.

حلال‌های پلیمری : از معروف ترین و پرکاربردی ترین حلال پلیمری می توان به دی‌متیل سولفوکسید (DMSO) اشاره کرد که در آزمایش‌های بیولوژیکی و شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دی متیل سولفوکسید یک حلال آپروتیک قطبی و بی رنگ است  که دارای قدرت انحلال بالایی می باشد. مکانیسم عمل این حلال در واکنش های شیمیایی از طریق جایگزین هسته دوست است.

اترها: دی اتیل اتر یکی از معروف ترین حلال اتری است که در آزمایشگاه حل می شود. این ماده با فرمول شیمیایی Et₂O یک حلال غیر قطبی محسوب می شود. حلالیت دی اتیل اتر در آب بسیار جزئی است از این رو میتوان از آن به همراه آب در استخراج و جداسازی مواد در آزمایشگاه شیمیایی استفاده نمود.

حلال‌های خاص: برای مثال، اسیتونیتریل برای روشنایی UV و سلولوز در سینتیس ارگانیک.

استونیتریل: این حلال با فرمول شیمیایی CH3CN یک مایع بی رنگ است و بوی معطری دارد. استونیتریل به نام متیل سیانید نیز شناخته می شود. این حلال بسیار قطبی است و می تواند به راحتی در آب حل شود. کاربرد اصلی استونیتریل در آزمایشگاه های شیمی، استفاده در کروماتوگرافی مایع است که برای نمونه هایی مناسب است که در طول موج های پایین UV  قرار می گیرند.

حلال‌های استخراج: حلال استخراج به معنای استفاده از یک ماده حلال برای استخراج یا جداسازی مواد مورد نظر از مخلوط‌های پیچیده شیمیایی یا آلی است. این فرآیند در شیمی و صنایع مختلف برای جداسازی و تمیزکاری مواد استفاده می‌شود.

 فرآیند استخراج با حلال معمولاً به این صورت انجام می‌شود که مخلوطی از مواد مورد نظر و حلال در یک مخلوط قرار می‌گیرند. سپس با ترکیب مخلوط و ایجاد تماس مواد با حلال، مواد مورد نظر به حلال منتقل می‌شوند. در ادامه، با جدا کردن حلال از مخلوط و استفاده از فرآیندهای تمیزکاری دیگر، مواد مورد نظر جدا شده و از حلال جدا می‌شوند. استفاده از حلال‌ها برای استخراج مواد مختلف دارای مزایا و معایب خاص خود است. برخی از مزایا شامل سرعت بالا، کارایی بالا، انتخاب پذیری بالا، و عدم نیاز به دماهای بالا برای اجرای فرآیند استخراج هستند. اما معایبی مانند سمی بودن برخی از حلال‌ها، نیاز به استفاده از حلال‌های قابل بازیافت، و هزینه‌های مربوط به حلال‌ها و تمیزکاری آنها نیز وجود دارد.

مثال‌هایی از حلال‌های استفاده شده برای استخراج شامل استون، اتانول، اترها، تولوئن، و هیدروکربن‌های مختلف می‌شود

حلال‌های استاندارد: حلال‌های استاندارد به محلول‌هایی اشاره دارند که ترکیبات مشخص و غلظت دقیقی از یک ماده را در خود جای داده‌اند و به عنوان مرجع یا استاندارد برای اندازه‌گیری و تعیین غلظت مواد در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

حلال‌های استاندارد به عنوان یک مرجع یا مقایسه‌ای استفاده می‌شوند که در فرآیندهای آزمایشی و تجربی، غلظت مواد مورد نظر را مشخص می‌کنند. این حلال‌ها باید دارای خصوصیاتی مانند غلظت دقیق، پایداری شیمیایی، خلوص و تناسب با روش‌های اندازه‌گیری مختلف باشند.

به عنوان مثال، حلال استاندارد‌ها می‌توانند شامل محلول‌های استاندارد اسیدها، بازها، نمک‌ها، فلزات، ترکیبات آلی، و غیره باشند. این محلول‌ها با دقت و با استفاده از تکنیک‌های تحلیلی مناسب تهیه می‌شوند تا غلظت معین و دقیقی از مواد مورد نظر را در خود داشته باشند. استفاده از حلال‌های استاندارد در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف اهمیت بالایی دارد، زیرا امکان مقایسه، کالیبراسیون و تعیین دقیق غلظت مواد در نمونه‌ها را فراهم می‌کنند