I solventi sono specie chimiche in cui altre sostanze possono solubilizzarsi per dar luogo ad un miscuglio omogeneo ovvero a una soluzione.
Possono essere solidi, liquidi o gassosi sebbene la maggior parte siano liquidi.
Nel caso di una soluzione costituita da due liquidi si intende per solvente la specie chimica più abbondante.
La capacità di un solvente di solubilizzare un soluto fu riassunta già dagli alchimisti medioevali con la frase “similia similibus solvuntur” ovvero il simile scioglie il suo simile.
Pertanto sostanze polari o ioniche sono solubilizzate da solventi polari mentre sostanze apolari sono disciolte da quelli apolari.
Solventi polari
I solventi polari sono caratterizzati dalla presenza di momenti dipolari e presentano atomi che hanno una elevata differenza di elettronegatività. Un esempio è l’acqua che è considerata il solvente per eccellenza di sostanze polari o ioniche. Infatti i legami presenti nei cristalli ionici e nel soluti polari sono molto forti ed è quindi necessaria un’energia sufficientemente elevata affinché essi possano rompersi.
Altri solventi polari sono il dimetilsolfossido, gli alcoli, l’acetonitrile.
Quelli non polari in cui sono presenti solo forze di London non hanno energia sufficiente a rompere i legami presenti nei soluti polari e ionici. Nella dissoluzione di un sale o di una molecola polare in tali tipi di solventi le molecole di quest’ultimo circondano il soluto in modo da orientare la carica dell’uno verso la carica opposta dell’altro.
Tale processo è detto di solvatazione e, nel caso in cui il solvente è l’acqua detto di idratazione. In esso le singole molecole di soluto si circondano di molecole di solvente. Il numero di molecole di solvente che circondano uno ione (soluto) e interagiscono con esso nel fenomeno della solvatazione è detto numero di solvatazione.
Solventi non polari
I solventi non polari, infatti, sono caratterizzati dalla presenza di atomi che hanno elettronegatività paragonabile. Ad esempio, il carbonio e l’idrogeno negli idrocarburi costituiscono un buon solvente per le sostanze apolari. Soluti non polari o leggermente polari tendono a sciogliersi in solventi non polari : i grassi, per esempio, si sciolgono in benzene, C6H6, o in tetracloruro di carbonio, CCl4.
Possono essere impiegati in molti campi di applicazione come l’estrazione di una specie. Quindi devono presentare una bassa temperatura di ebollizione per poter essere allontanati per distillazione. Inoltre devono godere di inerzia chimica rispetto ai reagenti che sono solubilizzati in essi.
Il solvente gioca un ruolo fondamentale nelle sintesi organiche: le reazioni di sostituzione nucleofila che avvengono via SN1 vengono favorite da solventi che hanno elevato potere ionizzante ovvero da solventi polari mentre le reazioni di sostituzione nucleofila che avvengono via SN2 vengono favorite da solventi apolari come gli eteri.