ตัวทำละลาย (Solvent) ...
                              ทำไมถึงสำคัญในงานแล็บและอุตสาหกรรม ?

ตัวทำละลาย (Solvent) คือ สารที่สามารถละลายสารอื่นได้ ทำให้เกิดสารละลาย (Solution) โดยไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ไม่ต้องการในระหว่างการใช้งาน ตัวทำละลายมีความสำคัญอย่างมากทั้งในห้องปฏิบัติการ งานวิจัย การผลิตอุตสาหกรรม ไปจนถึงผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน เช่น น้ำหอม น้ำยาทำความสะอาด ยา หรือสีทาบ้าน

ถึงแม้ตัวทำละลายจะมีหน้าที่คล้ายกัน คือ “ช่วยละลาย” แต่ในความจริงแล้ว Solvent แต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกัน เช่น ความเป็นกรด-ด่าง ความสามารถในการระเหย ความเข้ากันได้กับสารอื่น รวมถึงความปลอดภัย จึงจำเป็นต้องเลือกใช้ให้เหมาะสม

ตัวทำละลาย (Solvent) ทำงานอย่างไร?

ตัวทำละลายสามารถแทรกเข้าไปในโครงสร้างของสารที่ต้องการละลาย ทำให้เกิดการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ หลักการสำคัญคือ

"Like dissolves like – ขั้วเหมือนกันละลายกันได้ดี"

• สารที่มีขั้ว (Polar) เช่น น้ำ, Ethanol จะละลายสารประเภทน้ำตาล เกลือ หรือกรดด่างได้ดี
• สารที่ไม่มีขั้ว (Non-polar) เช่น Hexane, Toluene จะละลายไขมัน น้ำมัน หรือยางได้ดี
• ตัวทำละลายบางชนิดมีทั้งคุณสมบัติมีขั้วและไม่มีขั้ว เช่น Acetone ทำให้ใช้งานได้หลากหลาย

บทบาทของตัวทำละลายในเชิงเคมี

ตัวทำละลายมีหน้าที่หลัก 3 ประการ ได้แก่

1) เพิ่มการกระจายตัวของโมเลกุล (Molecular dispersion)

ตัวทำละลายช่วยให้โมเลกุลของสารละลายกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดสารละลายที่มีความเสถียรทั้งทางกายภาพและทางเคมี

2) ควบคุมสภาวะของปฏิกิริยา (Reaction medium)

ตัวทำละลายส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา เช่น ความมีขั้ว (Polarity) ความสามารถในการให้หรือรับโปรตอน ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dielectric constant) ความหนืด (Viscosity) ความสามารถในการเกิดพันธะไฮโดรเจน ตัวทำละลายจึงเป็นตัวกำหนดกลไกของปฏิกิริยาและปฏิกิริยาเร่งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาต่าง ๆ

3) ช่วยแยกและสกัดสาร (Extraction & Separation)

ในงานแยกสาร ตัวทำละลายทำงานผ่านหลัก Partition coefficient (ค่าการกระจายตัว) ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าสารจะกระจายในชั้นใดระหว่างตัวทำละลายต่างขั้ว

ประเภทของตัวทำละลายที่พบได้ทั่วไป

ตัวทำละลายอินทรีย์ (Organic solvent)

ได้จากสารประกอบคาร์บอน เช่น แอลกอฮอล์ คีโตน เอสเทอร์ และไฮโดรคาร์บอน ใช้กันมากที่สุดในงานแล็บและอุตสาหกรรม
ตัวอย่าง: Acetone, Methanol, Ethanol, Isopropyl Alcohol (IPA), Toluene, Hexane

เหมาะสำหรับ: ทำความสะอาด สกัดสาร ผลิตสี กาว หมึกพิมพ์ และใช้ในกระบวนการผลิตทางเคมีต่าง ๆ

ตัวทำละลายอนินทรีย์ (Inorganic solvent)

ส่วนมากคือสารละลายที่พื้นฐานเป็นน้ำ ตัวอย่าง: น้ำ (Water), กรดเจือจาง, ด่างเจือจาง

เหมาะสำหรับ: ใช้ในห้องแล็บทั่วไป กระบวนการชีวภาพ อาหาร และการแพทย์

ตัวอย่างตัวทำละลายยอดนิยมในงานแล็บและอุตสาหกรรม

Acetone: ระเหยเร็วและไม่ทิ้งคราบเหมาะกับการล้างคราบไขมัน สี หรือเรซิน นิยมใช้ในอุตสาหกรรมสีและพลาสติก
Methanol: ราคาถูกใช้ในการผลิตสารเคมีหรือเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงและต้องใช้อย่างระมัดระวังเพราะเป็นพิษสูง
Ethanol (Ethyl Alcohol): ปลอดภัยกว่าตัวทำละลายหลายชนิด นิยมใช้ในเครื่องสำอาง อาหาร ยา และผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อ มีทั้งแบบ Food grade และ Industrial grade
IPA (Isopropyl Alcohol): ระเหยเร็วและปลอดภัยต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นิยมใช้ฆ่าเชื้อหรือทำความสะอาดแผงวงจร เลนส์ และเครื่องมือแพทย์

ทำไมต้องเลือกตัวทำละลายให้เหมาะสม?

การเลือก Solvent ผิดอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น

• ฆ่าเชื้อได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ
• ทำให้พลาสติกหรือชิ้นส่วนเครื่องมือเสียหาย
• เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เช่น การสูดดม หรือการติดไฟ
• ทำให้ผลการทดลองเพี้ยนหรือผลิตภัณฑ์ไม่ได้คุณภาพ

ดังนั้น ก่อนเลือกใช้ควรตรวจสอบ

• จุดเดือดและความเร็วในการระเหย
• ความเป็นพิษ
• คุณสมบัติการละลาย
• ความไวไฟ
• รายละเอียดในเอกสาร SDS ของสารเคมีนั้น ๆ

ตัวทำละลายคือหัวใจของหลายกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม การเข้าใจลักษณะและประเภทของ Solvent จะช่วยเลือกใช้อย่างปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และลดต้นทุนได้มากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นงานทำความสะอาด งานแล็บ การผลิตสินค้า หรือสูตรเครื่องสำอาง

ขอบคุณแหล่งที่มา :
- กรมควบคุมมลพิษ (PCD) – ข้อมูลสารเคมีอันตราย
- กรมโรงงานอุตสาหกรรม (DIW) – ฐานข้อมูลวัตถุอันตราย
- สมาคมเคมีแห่งประเทศไทย
- มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (TISI/สมอ.)