Dung môi IPA (Isopropyl Alcohol): Khái niệm, tính chất và ứng dụng

Dung môi IPA (Isopropyl Alcohol) là dung môi được sử dụng phổ biến nhờ khả năng hòa tan tốt và tính khử trùng hiệu quả. Loại dung môi này xuất hiện trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, y tế và sản xuất điện tử. Vậy dung môi IPA là gì? IPA có đặc điểm gì, công dụng ra sao và tiềm ẩn những rủi ro nào? Hãy cùng khám phá chi tiết về dung môi Isopropyl Alcohol trong bài viết dưới đây.

>> Xem thêm: Dung môi pha sẵn: Giải pháp tối ưu thời gian và tiết kiệm chi phí sản xuất

Dung môi IPA (Isopropyl Alcohol) là gì?

Dung môi IPA là tên gọi phổ biến của Isopropyl Alcohol (rượu isopropyl), một hợp chất hóa học có công thức là C3H7OH. Đây là một loại cồn có tính chất không màu, dễ bay hơi, có mùi đặc trưng và khả năng hòa tan tốt trong nước cũng như nhiều hợp chất hữu cơ khác.

Tính chất của dung môi IPA

Tính chất vật lý

• Trạng thái: Chất lỏng không màu.
• Mùi: Có mùi đặc trưng giống cồn, hơi gắt.
• Khối lượng mol: 60,1 g/mol.
• Nhiệt độ sôi: Khoảng 82,6°C (ở áp suất khí quyển chuẩn).
• Nhiệt độ nóng chảy: -89°C.
• Tỷ trọng: 0,786 g/cm³ (ở 20°C).
• Độ hòa tan: Tan hoàn toàn trong nước, ethanol, ether, và nhiều dung môi hữu cơ khác.
• Độ nhớt: Thấp, dễ chảy.
• Áp suất hơi: Cao (khoảng 33 mmHg ở 20°C), do đó dễ bay hơi.
• Chỉ số khúc xạ: 1,377 (ở 20°C).

IPA có tính chất dễ bay hơi, không dẫn điện và thường được bảo quản ở nơi thoáng mát vì tính dễ bắt lửa.

Tính chất hóa học

1. Tính axit yếu: IPA là một rượu (alcohol), có nhóm -OH, nên có thể tham gia phản ứng như một axit rất yếu, nhưng không đáng kể trong điều kiện thường.
   • Ví dụ: R-OH ⇌ R-O⁻ + H⁺ (phản ứng này rất hạn chế).
2. Phản ứng oxi hóa: IPA có thể bị oxi hóa để tạo thành acetone (CH3COCH3) khi gặp chất oxi hóa mạnh như KMnO4 hoặc K2Cr2O7.
   • C3H7OH → CH3COCH3 + H2.
3. Phản ứng mất nước: Khi đun nóng với axit mạnh (như H2SO4) ở nhiệt độ cao, IPA có thể mất nước để tạo thành propene (CH3-CH=CH2).
   • C3H7OH → CH3-CH=CH2 + H2O.
4. Tính cháy: IPA rất dễ bắt lửa, cháy trong không khí tạo CO2 và H2O.
   • 2C3H7OH + 9O2 → 6CO2 + 8H2O.
5. Phản ứng với kim loại kiềm: IPA có thể phản ứng với kim loại kiềm (như Na, K) để tạo ra muối alkoxit và giải phóng khí H2.
   • 2C3H7OH + 2Na → 2C3H7ONa + H2↑.
6. Khả năng khử trùng: Nhờ tính chất phá vỡ màng tế bào của vi sinh vật, IPA (đặc biệt ở nồng độ 70%) có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, virus và nấm.

>> Xem thêm: Hóa chất công nghiệp là gì? Tính chất, phân loại, ứng dụng và lưu ý sử dụng

Phương pháp điều chế IPA (Isopropyl Alcohol)

Isopropyl Alcohol (IPA, C3H7OH) có thể được điều chế bằng một số phương pháp khác nhau, chủ yếu dựa trên các phản ứng hóa học trong công nghiệp và phòng thí nghiệm. Dưới đây là các phương pháp phổ biến:

Hydrat hóa propene (phương pháp công nghiệp chính)

Đây là cách điều chế IPA phổ biến nhất trong công nghiệp, sử dụng propene (CH3-CH=CH2) làm nguyên liệu thô.

• Phản ứng:
  CH3-CH=CH2 + H2O → CH3-CH(OH)-CH3 (IPA).
• Điều kiện:
  • Xúc tác: Axit sulfuric (H2SO4) hoặc axit photphoric (H3PO4).
  • Nhiệt độ: Khoảng 60-80°C.
  • Áp suất: Thường từ 8-10 atm.
• Cơ chế:
  • Propene phản ứng với H2SO4 tạo thành este isopropyl hydro sunfat trung gian (CH3-CH(OSO3H)-CH3).
  • Sau đó, este này bị thủy phân bởi nước để tạo ra IPA và tái sinh H2SO4.
• Ưu điểm: Hiệu suất cao, nguyên liệu dễ kiếm từ ngành hóa dầu.
• Biến thể: Hydrat hóa trực tiếp:
  • Sử dụng xúc tác rắn (như nhựa trao đổi ion hoặc zeolit) thay vì axit lỏng, với hơi nước ở nhiệt độ cao (200-300°C) và áp suất lớn (25-50 atm).
  • Phương pháp này ít gây ô nhiễm hơn và đang dần thay thế cách dùng H2SO4.

Khử hydro từ acetone

Phương pháp này ngược lại với quá trình oxi hóa IPA thành acetone, thường dùng trong phòng thí nghiệm hoặc khi có sẵn acetone.

• Phản ứng:
  CH3COCH3 + H2 → CH3-CH(OH)-CH3.
• Điều kiện:
  • Xúc tác: Kim loại như Ni, Pd hoặc Cu.
  • Nhiệt độ: 100-150°C.
  • Áp suất: Thường cần áp suất hydro cao.
• Lưu ý: Phương pháp này ít phổ biến trong công nghiệp vì acetone thường đắt hơn propene.

Phương pháp sinh học (lên men)

IPA có thể được sản xuất bởi một số vi sinh vật trong quá trình lên men, mặc dù phương pháp này không phổ biến bằng hóa học.

• Quy trình:
  • Vi khuẩn như Clostridium beijerinckii hoặc Clostridium acetobutylicum chuyển hóa đường hoặc tinh bột thành IPA, cùng với các sản phẩm phụ như butanol và acetone.
  • Điều kiện: Yếm khí, nhiệt độ 30-37°C.
• Ưu điểm: Thân thiện với môi trường.
• Nhược điểm: Hiệu suất thấp, khó tinh chế.

Ứng dụng của dung môi IPA (Isopropyl Alcohol) trong thực tế

Isopropyl Alcohol (IPA) là một dung môi và hóa chất đa năng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ các tính chất như dễ bay hơi, khả năng hòa tan tốt, và tính khử trùng. Dưới đây là các ứng dụng chính của IPA trong công nghiệp:

Làm dung môi

• Sơn và mực in: IPA được dùng để hòa tan nhựa, chất màu và các thành phần khác trong sản xuất sơn, vecni, và mực in. Nó giúp điều chỉnh độ nhớt và tăng tốc độ khô.
• Hóa chất công nghiệp: Dùng làm dung môi trong sản xuất keo dán, chất tẩy rửa, và các hợp chất hữu cơ khác.
• Chiết xuất: IPA được sử dụng để chiết xuất tinh dầu, hương liệu, hoặc các hợp chất tự nhiên từ thực vật nhờ khả năng hòa tan tốt.

>> Xem thêm: Gợi ý TOP 5 hóa chất tẩy sơn phổ biến và lưu ý sử dụng

Làm sạch và tẩy rửa

• Công nghiệp điện tử: IPA là chất làm sạch lý tưởng cho các linh kiện điện tử (bo mạch, chip) vì nó bay hơi nhanh, không để lại cặn và không dẫn điện.
• Máy móc và thiết bị: Dùng để tẩy dầu mỡ, bụi bẩn trên bề mặt kim loại, nhựa hoặc kính trong sản xuất cơ khí.
• Kính và quang học: Làm sạch ống kính, màn hình, và các bề mặt nhạy cảm khác mà không gây trầy xước.

Khử trùng và y tế

• Sản xuất cồn y tế: Ở dạng tinh khiết (99%), IPA thường được dùng trong công nghiệp kỹ thuật, trong khi nồng độ thấp hơn (70%) phổ biến trong y tế và vệ sinh, được sử dụng làm chất khử trùng bề mặt, dụng cụ y tế, và sát khuẩn tay trong các nhà máy sản xuất dược phẩm.
• Ngành dược: Là nguyên liệu trong sản xuất thuốc, dung dịch vệ sinh, hoặc làm chất trung gian trong tổng hợp hóa học.

Công nghiệp hóa dầu và nhiên liệu

• Chất chống đông: IPA được thêm vào nhiên liệu để ngăn ngừa đóng băng trong đường ống hoặc động cơ ở điều kiện nhiệt độ thấp.
• Phụ gia: Dùng trong sản xuất xăng để cải thiện hiệu suất cháy.

>> Xem thêm: 6 loại dung môi công nghiệp và ứng dụng trong đời sống thực tế

Sản xuất hóa chất trung gian

• IPA là nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất khác như acetone (qua oxi hóa), isopropyl acetate (dùng trong sơn và hương liệu), hoặc các este khác.
• Ví dụ phản ứng: CH3-CH(OH)-CH3 + CH3COOH → CH3-COO-CH(CH3)2 + H2O.

Công nghiệp mỹ phẩm

IPA được dùng trong sản xuất nước hoa, dung dịch xịt tóc, hoặc nước rửa tay nhờ khả năng hòa tan dầu và bay hơi nhanh, tạo cảm giác khô thoáng.

Ứng dụng trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu

Dùng làm dung môi trong phân tích hóa học, chuẩn bị mẫu, hoặc làm chất bảo quản mẫu sinh học. 

Dung môi Isopropyl Alcohol có độc không?

Ảnh hưởng lên sức khỏe con người

• Kích ứng da: Tiếp xúc lâu với IPA có thể làm khô da, gây ngứa, mẩn đỏ và kích ứng, thậm chí có thể dẫn đến viêm da.
• Tổn thương mắc: Nếu không may bị IPA bắn vào mắt, trường hợp bình thường có thể gây rát, đỏ mắt và chảy nước mắt. Trường hợp nghiêm trọng hơn có thể gây tổn thương giác mạc.
• Ảnh hưởng đến hệ hô hấp: Tiếp xúc hoặc hít phải hơi độc có thể gây ho, đau họng, chóng mặt và buồn nôn, thậm chí có thể dẫn đến ngất xỉu.

>> Xem thêm: Dung môi pha mực in có độc không? Mức độ ảnh hưởng và cách hạn chế

Ảnh hưởng lên môi trường

Việc thải IPA không đúng cách có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sinh vật. Cần tuân thủ các quy định về xử lý chất thải và sử dụng hệ thống xử lý phù hợp để giảm thiểu tác động xấu lên môi trường. 

Lưu ý sử dụng và bảo quản dung môi IPA an toàn

• Tránh xa nguồn nhiệt: IPA dễ cháy, vì vậy cần bảo quản nơi thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp, tia lửa và nơi có nguồn nhiệt cao.
• Đồ bảo hộ: Trang bị đầy đủ găng tay, kính bảo hộ khi tiếp xúc với dung môi.
• Đọc kỹ hướng dẫn hoặc hỏi chuyên gia trước khi dùng.

Dung môi IPA ((Isopropyl Alcohol) có thể là giải pháp mang đến hiệu quả cao trong sản xuất và nghiên cứu, nhưng nó cũng có thể trở thành mối đe dọa nếu sử dụng sai cách. Việc nắm vững đặc tính của IPA không chỉ giúp tối ưu hóa công dụng mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Để đảm bảo an toàn, cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về bảo quản và xử lý chất thải một cách hợp lý.

Tags: dung môi, dung môi butyl, dung môi acetone, dung môi mibk, dung môi mek, dung môi xylen, dung môi toluene, dung môi pha màu acrylic, dung môi pha mực in ống đồng, dung môi pha mực in flexo, dung môi pha mực in, dung môi pha mực in bao bì, dung môi pha sơn epoxy, dung môi pha sơn, dung môi pha mực OPP, dung môi pha mực PET

Liên hệ ngay K-Chem – Đơn vị chuyên cung cấp dung môi IPA số lượng lớn hoặc sản phẩm hóa chất pha sẵn dựa trên nhu cầu doanh nghiệp uy tín, chất lượng và giá cả phải chăng để nhận tư vấn miễn phí từ đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm nhé!

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/Propan-2-ol
• Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Isopropyl_alcohol