Um solvente, também chamado de solvente, é qualquer substância que tem a capacidade de dissolver outra substância , chamada de soluto. Os solventes são geralmente caracterizados pelas suas propriedades físicas, que determinam o tipo de solutos que são capazes de dissolver e que servem para classificar os diferentes tipos de solventes.

Uma dessas propriedades é a permissividade elétrica, uma propriedade que é medida por meio da constante dielétrica . Os solventes polares são definidos como aqueles que possuem alta constante dielétrica e geralmente são capazes de dissolver substâncias polares , ao contrário dos solventes não polares que dissolvem substâncias não polares.

A polaridade e polaridade dos solventes

A polaridade química representa a distribuição de cargas dentro de uma molécula. Quando dois átomos são unidos por ligações covalentes , os elétrons tendem a estar mais próximos do átomo com maior eletronegatividade. Com esse deslocamento de elétrons, cria-se uma distribuição desigual de carga entre a área de maior densidade de elétrons, na qual haverá maior densidade de carga negativa, e a área oposta da ligação, onde haverá maior densidade de carga positiva. Um dipolo elétrico é então formado .

Quando uma molécula tem várias ligações polares, cada uma delas pode ter um momento de dipolo diferente (um vetor na direção do átomo mais eletronegativo cujo valor é o módulo da carga multiplicado pela distância que separa os dois átomos da ligação). A soma vetorial dos momentos de dipolo de cada ligação pode fazer com que eles se cancelem e dêem como resultado uma molécula apolar como um todo, ou seja, com momento de dipolo nulo, mesmo que haja uma distribuição desigual de cargas em cada ligação de a molécula.

O momento de dipolo é freqüentemente usado para descrever um solvente polar, mas isso está errado. A constante dielétrica é o que caracteriza um solvente polar, e esta é uma característica macroscópica do solvente, não uma propriedade molecular.

A constante dielétrica representa a tendência de polarizar na presença de um campo elétrico . A maior tendência de polarização se deve à distribuição desigual de cargas internas, que podem existir até mesmo em moléculas que têm momento de dipolo zero .

Um solvente é considerado polar se tiver uma constante dielétrica maior que 5 . Uma substância com baixo momento de dipolo pode ser um solvente polar se sua constante dielétrica for maior que 5, embora os solventes polares mais comuns também tendam a ter um alto momento de dipolo .

Como eles funcionam?

Os solventes polares, devido à sua alta constante dielétrica, são capazes de dissolver substâncias polares . Conforme as moléculas polares do soluto se aproximam das moléculas de um solvente polar, forças eletrostáticas são criadas entre elas, permitindo a solvatação e a dissolução . Por exemplo, ao dissolver NaCl (cloreto de sódio ou sal comum) em água (H 2 O), as moléculas de água entram na rede iônica do sal; na molécula de água, a área do átomo de oxigênio tem densidade de carga negativa e solvata os íons Na + ; a zona dos átomos de hidrogênio tem uma densidade de carga positiva e solvata os íons Cl .

Soluto polar em solvente polar

Em geral, um solvente polar com uma constante dielétrica alta será capaz de dissolver mais da mesma substância polar do que outro solvente com uma constante dielétrica mais baixa. Ou seja, a mesma substância polar exibe maior solubilidade em um solvente à medida que a constante dielétrica aumenta. Por exemplo, a uma temperatura de 278 K, a água tem uma constante dielétrica de 78,5 e metanol de 32,6; a solubilidade de NaCl em água é de 359 g / L e em metanol é de 14,9 g / L.

Tipos de solventes polares

Os solventes polares são classificados em dois tipos, próticos e apróticos.

Solventes próticos polares

Os solventes próticos polares têm prótons (H + ) ligados a elementos de alta eletronegatividade (prótons ácidos), por exemplo, ligações OH e NH. Essas espécies químicas, além de serem capazes de abrir mão do H +, podem participar de ligações de hidrogênio , que são forças de interação muito poderosas. Eles geralmente têm uma constante dielétrica maior que 20 e têm um alto momento de dipolo.

Solventes polares apróticos

Eles podem ou não conter hidrogênio em suas moléculas, mas não podem se ligar a átomos altamente eletronegativos e, portanto, não podem participar de ligações de hidrogênio ou abrir mão de prótons. Eles geralmente têm uma constante dielétrica entre 5 e 20, embora também existam alguns solventes polares apróticos com uma constante dielétrica maior que 20 e um alto momento de dipolo.

Constante dielétrica de alguns solventes polares
Solvente Constante dielétrica
Solventes próticos polares
Água, H 2 O 78,5
Metanol, CH 3 OH 32,6
Etanol, CH 3 CH 2 OH 24,3
Álcool isopropílico, CH 3 CH (OH) CH 3 18
Ácido acético, CH 3 COOH 6
Solventes polares apróticos
Diclorometano, CH 2 Cl 2 9,1
Tetrahidrofurano (THF), cyc- (CH 2 ) 4 O 7,5
Etanoato de etila, CH 3 C (O) OCH 2 CH 3 6
Acetonitrila, CH 3 CN 37,5
Dimetilformamida (DMF), HCON (CH 3 ) 2 38
Dimetilsulfóxido (DMSO), CH 3 SOCH 3 47
Acetona, CH 3 COCH 3 vinte e um
Triamida hexametilfosfórica (HMPT), [(CH 3 ) 2 N] 3 PO 30