溶劑

溶劑 (Solvent)
高雄市立新莊高級中學化學科歐惠郡老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

溶劑所溶解的溶質 (solute)可以是固體、液體或氣體，只要混合後，整體組成均勻一致，形成「單一相」的狀態，就可稱為溶液(solution)。同相物質相互溶解，通常以量多者當作溶劑。

介電常數(dielectric constant)相當於溶劑極性大小的指標，通常數值低於15歸類為非極性，數值高於15則屬於極性。此常數隨溫度上升而下降。最常見且最普遍的極性溶劑是水，介電常數特別高（真空訂為1、空氣約1.00058、玻璃3、氨15.5、甘油約56）。

水以外的無機溶劑(inorganic solvent)多應用於化學研究與工業上。含碳原子的低極性有機溶劑 (organic solvent)則相當常見，多半無色、密度小、氣味特殊、沸點不高易揮發，便於用蒸餾法去掉溶劑，分離出溶質；種類有芳香族、脂肪族、醇、酯、醚、酮、胺、鹵烷等。

以熱水沖泡茶與咖啡屬於溶劑的運用：將獨特成份萃取 (extraction)出來。

● 有機溶劑常用於下列各方面：

四氯乙烯 (tetrachloroethylene)用於乾洗；

甲苯、松節油 (turpentine)  C₁₀H₁₆用於稀釋油漆；

指甲油去光水或塗料洗滌劑則是利用丙酮、乙酸甲酯 (methyl acetate)CH₃COOCH₃、乙酸乙酯；

去漬油含己烷、石油醚(petroleum ether)；

清潔劑含有柑橘類植物精油 (citrus terpenes)；

製備香水使用乙醇；其它在化學合成、印墨、製藥各方面亦都有應用。

除了同性互溶－「極性溶於極性、非極性溶於非極性」(like dissolves like)之因素外，溫度高低亦影響溶質的溶解度。

氣體溶質在高溫時，其分子動能較大，在液體中溶解度會變差；離子化合物其晶體溶解時，須克服陰、陽離子間的引力，讓離子可以分散開來，故其溶解度大部份隨溫度升高而增加，僅少數例外。對於氣體分子，則其液面上氣體的分壓大小，亦影響該氣體在液態溶劑中的溶解度。

以下依分子極性及其類別的差異，將部份溶劑的沸點、介電常數和密度列表：

極性非質子性溶劑，不供應質子也不接受質子，意謂其不擔任酸，也不擔任鹼，利用本身偶極矩與溶質交互作用。極性質子性溶劑則可用氫鍵吸引溶質。有機反應在此兩類溶劑中，可依循不同的有機反應機構，亦可得到不同的產物。

含鹵素元素的有機溶劑，其密度可大於水；通常，其他不含鹵原子的有機溶劑的密度皆小於水。用分液漏斗（separatory funnel）分離時，須注意水層與有機層的相對上下位置。

100℃以上，沸點較高的溶劑，如：二甲亞碸與水，需高溫或減壓裝置才能快速蒸發。100℃以下，低沸點的溶劑，如：乙醚、二氯甲烷與丙酮，在室溫下於極短時間內，即可快速蒸發；乙醚與二硫化碳（carbon disulfide, CS₂）兩溶劑，在100°C以下即可自燃。除了二氯甲烷與氯仿外，易揮發的有機溶劑均甚易燃，其蒸氣與空氣混合後，可能引發爆炸。二氯甲烷與氯仿因為密度大，沉降在空氣底部不容易稀釋，危險性高。

雖然乙醚與氯仿過去曾作為醫學麻醉劑、鎮定劑、止痛劑、安眠藥，而今氯仿與苯已確定可致癌；甲苯、苯與乙醇的混合物具強烈致嘔效果；乙醇又屬於被濫用的精神藥物；瞬間吸入過量的有機溶劑蒸氣，可能失去意識，長期吸收會損傷肝、腎、腦等。為保障健康與安全，使用有機溶劑應在通風櫥（fume hood）或通風良好的地點、盛裝的容器蓋緊、減少皮膚直接接觸、不要將溶劑隨意傾倒於排水系統、最好改用電子設備加熱。

註一：一些常用的溶劑，在使用時常以其縮寫名來稱呼。其中四氫呋喃縮寫名為THF，二氯甲烷縮寫名為DCM，氰化甲烷縮寫名為MeCN，N,N-二甲基甲醯胺縮寫名為DMF，二甲亞碸縮寫名為DMSO，異丙醇縮寫名為IPA。

註二：表中所列極性或非極性的分類，主要是以介電系數的大小為依據；並非由通常以分子是否具有淨偶極矩為分類的標準。

參考資料
1. 黃榮茂、王禹文、林聖富、楊得仁編譯（1987），化學化工百科辭典，曉園出版社
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Solvent