حلال یکی از اجزاء تقسیم واکنش است که علی رغم حضور دائمی اش در واکنشها ، به ندرت در معادلات شیمیایی وارد می شود و البته بدون آن، انجام بیشتر واکنش ها غیرممکن است. حضور یک حلال می تواند سرعت یک واکنش را با ضریب ۲۰ **۱۰ (ده به توان ۲۰) تسریع کند و یا آن را آهسته نماید: تغییر یک حلال به حلال دیگر می تواند میلیونها بار سرعت واکنش را تغییر دهد. اثرات حلال به مراتب قوی تر از اثرات سایر عوامل می باشد: بسیار قوی تر از اثرات قطبی، فضایی؛ است. حلال انتخاب یک حلال خاص می تواند عامل تعیین کننده اصلی سرعت واکنش و حتی چگونگی انجام و یا عدم انجام واکنش باشد، حلال می تواند از بین چندین مسیر برای واکنش سیری را که در واقع واکنش دنبال می کند، تعیین نماید. واضح است که حلال فقط مکانی یک نوع سالن ورزش است که مولکولهای حل شونده در آن جست و خیز کنند و گاهی هم با هم برخورد نمایند. حلال در هر واکنشی که در آن رخ می دهد ذاتا دخالت دارد و یافتن میزان این دخالت و نحوه آن برای ما اهمیت دارد و مولکولهای حل شونده و یونها به صورت ذراتی لخت در محلول وجود ندارد بلکه حلال پوشیده می باشند. به هر ذره حل شده، یک توده از مولکولهای طی حلال توسط پیوندهای متصل است، تشکیل همین پیوندها است که انرژی لازم برای شکستن پیوندهایی که مولکولهای حل شونده را به یکدیگر نگه می دارد تامین می کند. انرژی یونیزاسیون مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از این اتم در حالت گازی و تبدیل آن به پول مثبت (کاتیون) دخالت گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می گویند. که لولین انرژی یونش است. اگر دومین الکترون را از اتم جدا شود. انرژی یونش گویند. و به همین صورت سومین، چهارمین، و ... انرژی یونش تعریف می شود عوامل موثر به مقدار انرژی یونش عبارتند از: 1 n یا عددکوانتومی اصلی 2 با موثر هسته (B)
حلال جزء مهمی از محلول است. حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. حلال ها به طور کلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشکیل دهنده حلال قطبی بوده و یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می نمایند.
مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H2SO4 و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.
در حلال های غیر قطبی (که بیشتر حلالهای آلی هستند)، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.
حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا" این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی 0 تا 100 درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:
برای حلال ها فاکتر ثابت دی الکتریک بسیار مهم است. توانایی یک مایع در حل کردن مواد جامد یونی شدیداً به ثابت دی الکتریک آن مایع بستگی دارد . هر چه این مقدار بیشتر باشد به معنی این است که حلال توانایی بیشتری در جداسازی یونهای ماده ی جامد یونی حل شدنی را دارد و هر چه کمتر باشد به معنی این است که حلال یک حلال ناقطبی بوده و توانایی کمی برای انحلال مواد یونی را داراست. بنا بر قانون کلی انحلال که مشابه در مشابه حل می شود، اطلاع از ثابت دی الکتریک بسیار مهم است که برای حل کردن مواد ناقطبی به دنبال حلالی ناقطبی با ثابت دی الکتریک اندک بگردیم و برای مواد قطبی و یونی به دنبال حلالی قطبی با ثابت دی الکتریک بالا بگردیم. در زیر حلال های آلی مهم آمده است.
متانولCH3OH که خواصی شبیه آب را دارد. آب دارای ثابت دی الکتریک برابر 82 است.
متانول: متانول CH3OH کوچکترین عضو خانواده ی الکلها است. متانول از CO و H2 ساخته می شود و در تولید مواد پلاستیکی و الیاف کاربرد دارد.
اتانول دومین عضو خانواده ی الکلها است. اتانول C2H5OH از اتن تهیه می شود و یکی از مهمترین حلالها و همچنین ماده ی اولیه برای تهیه ی بسیاری از فرآورده های شیمیایی است.
اتیل استات C4H8O2 از خانواده ی استر ها است که از واکنش بین اتانول و استیک اسید به دست می آید. از استرها برای تهیه ی رنگ و چسب استفاده می کنند.
سیکلوهگزان C6H12 حلالی ناقطبی، مناسب برای مواد آلی و ناقطبی می باشد.
تولوئن C7H8 یا متیل ب
حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. حلال ها به طور کلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشکیل دهنده حلال قطبی بوده و یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می نمایند.
مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H2SO4 و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند. در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.
حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا" این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند.
چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی 0 تا 100 درجه سانتیگرادمایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند.
هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدودهمایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است: متانولCH3OH که خواصی شبیه آب را دارد. اتانول CH3-CH2OH پروپانون CH3-CH2-HC=O 1-پروپانول CH3-CH2-CH2OH 1-بوتانول CH3-CH2-CH2-CH2OH اتیل استات C4H8O2 اتوکسی اتان C4H10O تولوئن C7H8 بنزن C6H6 کربن تتراکلرید CCl4 سیکلوهگزان C6H12 دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH3)2 محدوده مایع بودن بین 61- تا 153 درجه سانتیگراد می باشد. تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH8O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است.
محدوده مایع بودن بین 65- تا 66 درجه سانتیگراد می باشد. دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH3)2SO محدوده مایع بودن بین 18 تا 189 درجه سانتیگراد می باشد. هگزا متیل فسفر آمید با نام اختصاری HMP و فرمول OP[N(CH3)2] استونیتریل CH3CN محدوده مایع بودن بین 45- تا 82 درجه سانتیگراد می باشد.
نیترومتان CH3NO2 محدوده مایع بودن بین 29- تا 101 درجه سانتیگراد می باشد. دی کلرومتان CH2Cl2 محدوده مایع بودن بین 97- تا 40 درجه سانتیگراد می باشد.
سولفولان C4H8SO2 (یک حلقه ی پنج ضلعی است که SO2 یک گوشه و چهار CH2 گوشه های دیگر را تشکیل داده اند. محدوده مایعبودن بین 28 تا 285 درجه سانتیگراد می باشد. پروپان-1و2-دیول کربنات C4H6O3 .
یک حلقه ی پنج ضلعی که C=O یک گوشه و دو تا o نیز دو گوشه ، CH2 یک گوشه و H3CH گوشه دیگر را تشکیل می دهند. این حلال از 49- تا 242 درجه سانتیگراد مایع می باشد.
طبق یک اصل کلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.
حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و ... انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از: دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH3)2 تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH8O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است.