Dung môi là gì? Phân loại, tính chất, ứng dụng của dung môi

Dung môi là cách gọi thông dụng trong ngành hóa chất và thí nghiệm, đồng thời, dung môi được ứng dụng phổ biến trong đời sống, ngành hàng sản xuất, quy trình công nghệ và nghiên cứu khoa học. Vậy, dung môi thực sự là gì? Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá dung môi là gì, cách phân loại, tính chất đặc trưng, ứng dụng thực tế, cũng như tác động của dung môi đến sức khỏe con người và môi trường. Xem ngay nhé!

>> Xem thêm:

• Dung môi pha sơn là gì? Tính chất đặc trưng và TOP 8 loại dung môi phổ biến
• Dung môi tẩy rửa là gì? Phân loại và gợi ý 5 loại dung môi phổ biến
• Dung môi pha sẵn là gì? Lợi ích và ứng dụng trong sản xuất

Dung môi là chất gì?

Dung môi là một chất lỏng, rắn hoặc khí có khả năng hòa tan chất khác (gọi là chất tan) để tạo thành một dung dịch đồng nhất. Đồng thời, lượng chất tan có thể hòa tan trong một thể tích dung môi cụ thể thay đổi theo nhiệt độ.

Dung môi đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ nhớt, tăng khả năng hòa tan, hoặc làm trung gian cho các phản ứng hóa học. Các dung môi được ứng dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp hóa chất, dược phẩm, dầu mỏ và khí đốt, bao gồm cả trong quá trình tổng hợp và tinh chế hóa học.

Đặc biệt, nước là dung môi phổ biến được sử dụng bởi các sinh vật; tất cả các ion và protein trong tế bào được hòa tan trong nước bên trong tế bào.

Trong thực tế, dung môi thường là chất lỏng và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, y học, và đời sống hàng ngày. Ví dụ điển hình nhất là nước – dung môi phổ biến nhất trên Trái Đất, bởi các sinh vật; tất cả các ion và protein trong tế bào được hòa tan trong nước hay các dung môi hữu cơ như acetone, ethanol.

Phân loại dung môi

Phân loại theo bản chất hóa học

• Dung môi hữu cơ: Trong thành phần chứa các gốc cacbon (như methanol (CH3OH), toluene (C7H8), acetone (C3H6O), tính dễ bay hơi, các hợp chất hidrocacbon, este, ether, amin,… ảnh hưởng đến sức khỏe con người khi tiếp xúc qua đường hô hấp, rất độc. Dung môi hữu cơ ứng dụng trong các quy trình sản xuất sơn, làm sạch khô, tẩy dầu mỡ, mực in và dược phẩm
• Dung môi vô cơ: Trong thành phần không chứa carbon, ít độc hơn và thân thiện với môi trường, thường chỉ được sử dụng trong sản xuất hóa chất công nghiệp (ví dụ như nước hoặc amoniac lỏng).

>> Xem thêm: Dung môi Acetone là gì? Quy trình điều chế và ứng dụng dung môi Acetone

Phân loại dựa vào hằng số điện môi

Dung môi có thể được phân loại rộng rãi thành hai loại: phân cực và không phân cực. Hằng số điện môi không phải thước đo phân cực duy nhất, tuy nhiên, đây là phương pháp được áp dụng phổ biến dựa vào các hằng số điện của dung môi và tính phân cực của nước được lấy làm chuẩn. Ở 20 độ C, hằng số điện môi của nước là 80.10, từ đó các dung môi được chia thành 2 nhóm chính:

• Dung môi phân cực: Hằng số điện môi > 15, thành phần dung môi là các phân tử phân cực, dễ hòa tan điển hình là nước (như nước, ethanol). Loại dung môi này lại được chia nhỏ thành 2 loại là dung môi aprotic và dung môi protic:
  • Dung môi aprotic (như acetone hoặc dichloromethane): Có xu hướng mang momen lưỡng cực lớn (tách một phần điện tích dương và một phần điện tích âm trong cùng một phân tử) và hòa tan các dạng mang điện tích dương thông qua lưỡng cực âm.
  • Dung môi protic: Có xu hướng hòa tan anion (các chất tan mang điện tích âm) rất mạnh nhờ liên kết hydro, tiêu biểu như nước
• Dung môi không phân cực (như xylene, toluene): Hằng số điện môi < 15, không có sự phân cực ở 2 đầu phần tử, phù hợp với các chất không phân cực.

Bảng dưới đây tổng hợp loại dung môi phổ biến dựa vào 2 nhóm chính: Dung môi phân cực và dung môi không phân cực, cụ thể:

>> Xem thêm: Dung môi Xylene: Tính chất, quy trình điều chế và ứng dụng thực tế

Các tính chất đặc trưng của dung môi

Điểm sôi của dung môi

Dựa vào cấu trúc, trọng lượng, liên kết hóa học giữa các phân tử với nhau mà mỗi loại dung môi có điểm sôi khác nhau. Điểm sôi quyết định nhiệt độ mà dung môi chuyển từ lỏng sang hơi, dung môi phân cực có nhiệt độ sôi cao hơn dung môi không phân cực.

Dung môi có điểm sôi rất thấp, khả năng bay hơi ngay cả ở nhiệt độ thường cao. Trong khi đó, dung môi có điểm sôi cao cần có nhiệt độ lớn hơn, môi trường chân không, hoặc sự lưu thông không khí.

Tỷ trọng của dung môi

Tỷ trọng (khối lượng riêng) cho biết dung môi nặng hay nhẹ so với nước khi ở cùng một nhiệt độ. Phần lớn, các dung môi đều có tỷ trọng nhẹ hơn nước, Acetone có tỷ trọng 0,79 g/cm³, nhẹ hơn nước (1 g/cm³), trong khi xylene nặng hơn với tỷ trọng 0,86 g/cm³.

Khi kết hợp dung môi phân cực với nước có thể dễ dàng nhìn thấy sự tách lớp rõ ràng nổi trên bề mặt nước. Ngược lại, khi kết hợp dung môi phân cực (tỷ trọng dung môi lớn hơn nước), sẽ chìm xuống dưới nước. Đây là một tính chất đặc trưng được áp dụng trong quá trình chiết, tách hợp chất trong tổng hợp hữu cơ.

>> Xem thêm:

• Dung môi MIBK (Methyl isobutyl ketone): Tính chất, ứng dụng và lưu ý
• Hóa chất MEK (Methyl Ethyl Ketone): Tính chất và gợi ý đơn vị bán uy tín
• Dung môi Butyl là gì? Tính chất đặc trưng và 4 loại được ứng dụng phổ biến

Tính dễ cháy

Đa số, các dung môi có khả năng bay hơi đều dễ cháy. Dung môi có tỷ trọng nặng hơn không khí sẽ tồn tại bên dưới, gần mặt đất. Khi dung môi được đáp ứng điều kiện môi trường nhiều không khí gây nên cháy nổ diện rộng.

Sự hình thành peroxide dễ nổ

Một số dung môi (như ether) có thể tạo peroxide khi tiếp xúc với không khí hoặc ánh sáng, gây nguy hiểm nếu không được kiểm soát. Đặc biệt, Diisopropyl ete là một trong số những dung môi dễ gây ra hiện tượng phát nổ nhất.

Các ứng dụng của dung môi trong đời sống

• Ngành sản xuất sơn: Dung môi sử dụng làm chất pha loãng sơn, chất làm tăng tốc độ bay hơi giúp hòa tan các chất rắn (chất màu, nhựa, và chất phụ gia), tạo ra hỗn hợp đồng nhất, dễ dàng quét, phun hoặc sơn lên bề mặt, kết hợp thêm các chất chống rêu, nấm mốc, bảo vệ lớp sơn được tươi đẹp, bền màu, ngăn ngừa hiện tượng kết tủa hoặc hư hỏng.
• Ngành sản xuất chất tẩy rửa: Dung môi có khả năng bay hơi nhanh, hòa tan và phân hủy các chất bẩn, dầu mỡ, và các tạp chất khó tẩy sạch bằng nước, được sử dụng làm chất tẩy sơn, chất tẩy sơn móng tay (acetone), chất tẩy dầu mỡ kim loại, bề mặt,…
• Ngành sản xuất mực in: Các dung môi hữu cơ có khả năng điều chỉnh độ nhớt, hòa tan và phân tán các thành phần trong mực, được sử dụng để in chữ, in màu, pha chế mực in cho tạp chí, báo, sách,… Các dung môi thường dùng trong ngành sản xuất mực in là ethyl acetate, xylene, butyl carbitol,… nhằm cải thiện tính ổn định của mực và chất lượng đầu ra sản phẩm.
• Trong ngành sản xuất mỹ phẩm, dược phẩm: Nhiều dung môi là thành phần trong các loại mỹ phẩm giúp hòa tan nhiều thành phần dưỡng chất hoạt tính như vitamin, khoáng chất, dược chất, chất bảo quản, và các thành phần khác. Dung môi cũng là hóa chất quan trọng trong quá trình điều chế, điều chỉnh độ nhớt của sản phẩm, giúp dễ dàng bôi, thoa hoặc xịt, hoặc sản xuất các dạng bào chế như gel, kem, thuốc lỏng, thuốc mỡ, và dung dịch sản xuất nhiều thuốc như penicillin, aspirin, thuốc mỡ,… cải thiện mùi hương và cảm giác khi sử dụng.
• Dung môi ứng dụng trong sản xuất keo dán, sản xuất nhựa, cao su, tổng hợp polymer, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ… 
• Dung môi ứng dụng trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu khoa học: Dung môi có vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ và điều chỉnh các phản ứng hóa học, chiết xuất và tách các thành phần từ hỗn hợp, kiểm soát các tính chất vật lý (nhiệt độ sôi, bay hơi,..). Đồng thời, dung môi hỗ trợ nghiên cứu phân tích sinh học, đặc biệt là trong việc phân lập và tinh chế các protein, enzyme, hoặc dược chất.

Ảnh hưởng của dung môi đến con người và môi trường

Tác động của dung môi đối với sức khỏe con người

Dung môi gây ảnh hưởng sức khỏe chủ yếu về các vấn đề liên quan đến nhiễm độc hệ thần kinh, tổn hại khả năng sinh sản, tổn hại gan và thận, suy hô hấp, ung thư và viêm da. Nhiều dung môi được ứng dụng trong lĩnh vực y tế với công dụng chất gây mê, thuốc giảm đau và thuốc ngủ.

Tuy nhiên, nếu người tiếp xúc vô tình hít một lượng hơi lớn có thể gây bất tỉnh đột ngột hoặc tiếp xúc trực tiếp với dung môi hữu cơ (như toluene, methanol) có thể gây đau đầu, chóng mặt, tổn thương gan, thận, thậm chí tử vong nếu phơi nhiễm lâu dài.

Ngoài ra, nhiều loại dung môi có nguồn gốc từ xăng hoặc keo dán được lạm dụng để tiêu khiển được biết đến như trò “hít keo”, tác động nguy hiểm và lâu dài đến sức khỏe như nhiễm độc thần kinh hoặc ung thư.

Methanol có thể gây mù vĩnh viễn và tử vong, bởi dung môi này dễ cháy với ngọn lửa không dễ nhìn thấy. Một số dung môi trong đó có chloroform và benzene (một thành phần của xăng) là chất gây ung thư. Một số khác có thể gây tổn hại đến các cơ quan nội tạng như gan, thận hoặc não bộ.

Tác động của dung môi đối với môi trường

Theo nguồn Wikipedia, có khoảng 5000 khu vực trên toàn thế giới đã bị ô nhiễm dung môi dưới bề mặt, điều này đặc biệt nguy hại cho sức khỏe nếu tầng chứa nước bị ảnh hưởng. Dung môi thải ra môi trường có thể gây ô nhiễm nguồn nước, không khí, và làm suy giảm tầng ozon. Ví dụ, xylene bay hơi nhanh, góp phần vào hiệu ứng nhà kính nếu không xử lý đúng cách.

Một số loại dung môi được sử dụng phổ biến hiện nay

Dưới đây là các dung môi thông dụng và công thức hóa học của chúng:

• Methanol (CH3OH): Dùng trong nhiên liệu, sản xuất hóa chất.
• Xylene (C8H10): Ứng dụng trong sơn, nhựa.
• Toluene (C7H8): Làm dung môi công nghiệp, sản xuất keo.
• Isobutanol ((CH3)2CHCH2OH): Dùng trong sơn và nhiên liệu sinh học.
• Ethanol (C2H5OH): Sản xuất rượu, dung môi chiết xuất.
• Acetone (C3H6O): Tẩy rửa, sản xuất nhựa.

Dung môi là một thành phần không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến đời sống. Tuy nhiên, việc sử dụng cần đi kèm với hiểu biết về tính chất và tác động của dung môi để đảm bảo an toàn cho con người và môi trường. Nếu bạn đang tìm kiếm một loại dung môi phù hợp, hãy cân nhắc mục đích sử dụng và các yếu tố an toàn nhé!

Liên hệ ngay K-Chem – Đơn vị chuyên cung cấp dung môi uy tín, giá cả phải chăng để nhận ngay tư vấn và báo giá phù hợp với nhu cầu ứng dụng của doanh nghiệp.
CÔNG TY TNHH K-CHEM VIỆT NAM

• Địa chỉ: Đường N6B, Lô F, Cụm Công Nghiệp Phú Chánh 1, Phường Phú Chánh, TP. Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương, Việt Nam
• Tel: +84 274 362 0218
• Email: info@k-chem.vn

Nguồn tham khảo: 

• Wikipedia: https://vi.wikipedia.org/wiki/Dung_m%C3%B4i