દ્રાવક (solvent) : અન્ય પદાર્થ/પદાર્થોને ઓગાળી તેનું આણ્વીય અથવા આયનિક પરિમાપ(size)નું સમાંગ મિશ્રણ બનાવતો અને રૂઢિગત રીતે વધુ પ્રમાણમાં હાજર હોય તેવો પદાર્થ. મિશ્રણમાં ઓછા પ્રમાણમાં રહેલા દ્રાવ્ય (solute) કહે છે. તક્નીકીય ર્દષ્ટિએ ત્રણ પ્રકારનાં સમાંગ મિશ્રણો શક્ય છે : (1) પ્રવાહીમાં ઓગળેલા ઘન, પ્રવાહી કે વાયુઓ, (2) ઘનમાં ઘન અને (3) વાયુમાં વાયુ.
દ્રાવકોનું જલીય (aqueous), નિર્જલીય (nonaqueous) અને કાર્બનિક તેમજ ધ્રુવીય (ઊંચા પરાવૈદ્યુતાંકવાળાં) અને અધ્રુવીય (નીચા પરાવૈદ્યુતાંકવાળાં) એમ વર્ગીકરણ થઈ શકે છે. પાણી જેવો સૌથી વધુ સામાન્ય દ્રાવક ઉગ્ર રીતે ધ્રુવીય છે (પરાવૈદ્યુતાંક = 81). કાર્બનિક દ્રાવકોનું તેમાં રહેલા ક્રિયાશીલ સમૂહો અનુસાર વર્ગીકરણ કરાય છે; જેમ કે, હાઇડ્રોકાર્બન, હેલોજનયુક્ત હાઇડ્રોકાર્બન, આલ્કોહૉલ વગેરે. હાઇડ્રોકાર્બન દ્રાવકો અધ્રુવીય હોય છે. વળી આલ્કોહૉલ જેવા ઍલિફૅટિક દ્રાવકો કરતાં ઍરોમૅટિક હાઇડ્રોકાર્બનોની દ્રાવક શક્તિ (solvent power) વધુ હોય છે.
બિનજલીય દ્રાવકોના ઉદાહરણમાં સામાન્યત: અકાર્બનિક પદાર્થો તથા થોડાક નીચા અણુભારવાળા કાર્બનિક પદાર્થો (દા. ત.,એસેટિક ઍસિડ, મિથનૉલ, ડાઇમિથાઇલ સલ્ફૉક્સાઇડ)ને લઈ શકાય. બિનજલીય દ્રાવકો સામાન્ય તાપમાને ઘન (પિગાળેલ LiI), પ્રવાહી (H2SO4) કે વાયુ (NH3) હોઈ શકે.
બિનજલીય દ્રાવકો (nonaqueous solvents) : આ દ્રાવકોનું વર્ગીકરણ અનેક રીતે કરી શકાય છે. દ્રાવકમાં રહેલા ક્રિયાશીલ સમૂહ ઉપરાંત દ્રાવકના સ્વભાવ અનુસાર પણ તે થઈ શકે. ઍસિડ–બેઇઝ માટેના બે મુખ્ય સિદ્ધાંતોમાંનો બ્રોન્સ્ટેડ-લૉરી પ્રોટૉન સિદ્ધાંત વધુ ઉપયોગી છે. જ્યારે બીજો લૂઇસ સિદ્ધાંત બિનપ્રોટિક (aprotic) પ્રણાલીઓની (દા. ત., દ્રાવક તરીકે SO2) વર્તણૂક સમજવા વધુ ઉપયોગી છે.
દ્રાવણ બનાવવા માટે દ્રાવકનું ઓનિયમ એકમ (onium unit) બનવું અગત્યનું છે. આવા ઓનિયમ એકમો દ્રાવક દાતા સાથે પ્રક્રિયા કરીને અથવા સ્વયં આયનીકરણ દ્વારા બનાવી શકે. પ્રોટૉન સાથે જોડાવાની શક્યતાના આધારે દ્રાવકોના ચાર વિભાગ પાડી શકાય : (1) બેઝિક, (2) ઍસિડિક, (3) બિનપ્રોટિક, (4) ઉભયપ્રોટિક.
બેઝિક દ્રાવકો : તે ઓનિયમ એકમ ત્વરાથી બનાવી શકે છે. આ વિભાગમાં સામાન્ય રીતે એમોનિયાનાં વ્યુત્પન્નો (એમાઇન, હાઇડ્રેઝીન, પિરિડિન વગેરે) અથવા પાણીનાં વ્યુત્પન્નો (આલ્કોહૉલ, ઈથર વગેરે) આવે. આ હાઇડ્રોજનયુક્ત એકમોનું સ્વયં આયનીકરણ થઈને ઓેનિયમ એકમ બને છે.
2 NH3 ↔ NH4+ + NH2–
પરંતુ આ વર્ગના અન્ય પદાર્થો માટે પ્રોટોન-દાતાની હાજરી જરૂરી હોય છે.
R–O–R + HX ↔ R2OH+ + X–
ઍસિડિક દ્રાવકો : બેઝિક દ્રાવકોને મુકાબલે આવા દ્રાવકો વધુ પ્રોટૉન મુક્ત કરી શકતા હોવાથી ઓનિયમ એકમો બહુ જ અનિચ્છાએ (reluctance) આપે છે; પરંતુ સ્વયં આયનીકરણ પામી તેઓ ઓનિયમ એકમ બનાવી શકે :
2 CH3COOH ↔ CH3COOH2+ + CH3COO–
કોઈ પણ દ્રાવકને ઍસિડ તરીકે વર્ગીકૃત કરીએ (દા. ત., CH3–COOH) તોપણ આવા અણુને તેનાથી વધુ પ્રબળ ઍસિડિક પદાર્થ વડે પ્રોટૉનયુક્ત કરી શકાય છે. આ રીતે HCl જેવા જલદ ઍસિડ નિર્જળ એસેટિક ઍસિડમાં આયનીકરણ પામીને ઓનિયમ એકમ બનાવે છે.
CH3COOH +HCl ↔ CH3COOH2+ + Cl–
બિનપ્રોટિક (aprotic) દ્રાવકો : પ્રોટૉન ન આપનારા દ્રાવકોને બિન-વિયોજનશીલ (nondissociating) અથવા બિનઆયનકારી (nonionizing) દ્રાવકો કહે છે. SO2 જેવા નિષ્ક્રિય દ્રાવકને પ્રોટૉન માટે નગણ્ય આકર્ષણ હોઈ તેઓ પામી પ્રોટૉન આપતા નથી.
ઉભય–પ્રોટિક (amphiprotic) દ્રાવકો : આવા દ્રાવકો પ્રોટૉન આપી શકે કે પ્રોટૉન મેળવી શકે છે; દા. ત., એમોનિયા ઉભયપ્રોટિક છે કારણ કે તે પ્રોટૉન ગુમાવી કે સ્વીકારી શકે છે.
[C6H5]3C– + NH3 → [C6H5]3CH + NH–2
NH3 + HX → NH4+ + X–
એક પદાર્થ ઍસિડ છે કે બેઇઝ તે જેમાં ઓગળ્યો હોય તે દ્રાવકના સ્વભાવ ઉપર આધાર રાખે છે; દા. ત., યુરિયા પાણીમાં બહુ મંદપણે બેઝિક હોય છે. પરંતુ વધુ બેઝિક દ્રાવક એમોનિયામાં તે મંદ ઍસિડ તરીકે તથા ઍસિડિક દ્રાવક CH3COOHમાં પ્રબળ બેઇઝ તરીકે વર્તે છે. ઉભયપ્રોટિક દ્રાવક સ્વયંવિયોજન દર્શાવે છે.
દ્રાવકના રાસાયણિક ગુણધર્મો : રાસાયણિક વિધિઓમાં ભાગ લઈને દ્રાવક દ્રાવ્યમાંથી એવા એકમો બનાવે છે જે દ્રાવકની ગેરહાજરી કરતાં વધુ સક્રિય હોય છે. જો દ્રાવ્ય આયનોનું બનેલું હોય તો વિયોજન ઊર્જા આયનોના દ્રાવકયોજન (solvation) મારફતે મળે છે. સહસંયોજકદ્રાવ્ય જ્યારે દ્રાવકમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે બે વિધિ થાય છે :
(1) અણુઓેનું દ્રાવકયોજન અથવા (ii) આયનોનું બનવું. આણ્વીય એકમોનું દ્રાવકયોજન મુખ્યત્વે દ્વિધ્રુવીય આંતરક્રિયાથી હાઇડ્રોજન બંધ બનવા જેવી ચોક્કસ આંતરક્રિયાથી તથા સવર્ગ સહસંયોજક બંધ દ્વારા સહસંયોજક બંધવાળા એકમો બનવાથી થાય છે. ઘણી વાર આવા મધ્યવર્તી એકમો આયનીકરણ પામવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સહસંયોજક અણુઓમાંથી આયનો બનવાની ઘટના એ દ્રાવકની આયનીકરણ-શક્તિનો માપદંડ છે અને આ આયનો બનવાની શક્તિને દ્રાવકના પરાવૈદ્યુતાંક (dielectric constant) સાથે સાંકળવાનો પ્રયત્ન થયેલો છે.
દ્રાવક અણુઓની દાતા-શક્તિ(donor-strength)ને દ્રાવક અણુઓનું દાતાપણું (donicity, Dn) કહે છે. દ્રાવકનું દાતાપણું તેની દાતા-પ્રબળતાનો, કેન્દ્રાનુરાગિતાનો અથવા બેઝિક પ્રબળતાનો માપદંડ ગણાવી શકાય.
કાર્બનિક દ્રાવકો : કાર્બનિક દ્રાવક એ એવો એકાંગી કે બહુઅંગી પદાર્થ છે કે જે બીજા પદાર્થોને ઓગાળીને સમાંગ પ્રણાલી – દ્રાવણ – બનાવી શકે છે. કાર્બનિક દ્રાવકો અનેક સ્રોતો દ્વારા મળે છે. તેનો મોટો ભાગ પેટ્રોલિયમ તથા કુદરતી વાયુમાંથી મળે છે. આ ઉપરાંત કોલસા તથા લાકડાનું વિચ્છેદક નિસ્યંદન કરીને, આથવણ દ્વારા, વૃક્ષોના રસ (પાઇન) તથા છોડવાઓનાં પાંદડાં તથા ફૂલોમાંથી નિસ્યંદન કે નિષ્કર્ષણ દ્વારા પણ તે મેળવાય છે.
કાર્બનિક દ્રાવકો અનેક રાસાયણિક તથા આનુષંગિક ઉદ્યોગોમાં તેમજ રાસાયણિક સંશોધનો માટે વપરાય છે. આ દ્રાવકોનો સૌથી મોટો હિસ્સો પેઇન્ટ્સ, લેકર-ઉદ્યોગ, વાર્નિશ, છાપકામની શાહી વગેરેમાં વપરાય છે. આ ઉપરાંત સંશ્લેષિત રેસાઓ તથા અન્ય બહુલક પદાર્થોમાં પણ તે વપરાય છે. રાસાયણિક પ્રકિયાની પ્રાપ્તિ-માત્રા (yield) યોગ્ય દ્રાવક વાપરીને વધારી શકાય છે. તથા અમુક સંજોગોમાં તો પ્રક્રિયાનો પથ પણ ફેરવી શકાય છે. સ્ફટિકીકરણ દ્વારા રસાયણોના શુદ્ધીકરણ માટે વપરાવા ઉપરાંત દ્રાવક-નિષ્કર્ષણ તથા સ્થિરક્વાથી (azeotropic) નિસ્યંદનમાં પણ કાર્બનિક દ્રાવકો વપરાય છે.
ચોક્કસ હેતુ માટે દ્રાવકની પસંદગી ઘણી બાબતો ઉપર આધાર રાખે છે. આ માટે ઘણાં પ્રાચલો (parameters) લક્ષમાં લેવાય છે. જ્યારે દ્રાવ્ય ઊંચા અણુભારવાળો પદાર્થ હોય ત્યારે આ પ્રાચલો જાણવા આવશ્યક હોય છે.
દ્રાવક વાપરવા માટે સલામતી/સુરક્ષા (safety) સાવચેતી : દ્રાવક વાપરવામાં રહેલ જોખમ તથા તે માટેની સલામત પરિસ્થિતિ નક્કી કરવા માટે દ્રાવકના ભૌતિક તેમજ શરીર-ક્રિયાત્મક (physiological) ગુણધર્મો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. સૌથી વધુ જાણીતો અને ખાસ અગત્યનો ગુણધર્મ દ્રાવકનો પ્રજ્વલનાંક (flash point) છે જે દ્રાવકની હેરફેર, સંગ્રહ વગેરે માટે જાણવો અતિ આવશ્યક છે. પ્રજ્વલનાંક એ દ્રાવકના બાષ્પદબાણ તથા જ્વલનશીલતાનો વિધેય (function) છે. જ્વલનશીલતાની મર્યાદા, જેને વિસ્ફોટક મર્યાદા પણ કહે છે, તે બે પ્રકારની : નીચી (lower explosive limit, LEL) તથા ઊંચી (upper explosive limit, UEL) હોય છે. આમાંની LELએ માનક કસોટીની પરિસ્થિતિમાં ધડાકો કરે તેવી દ્રાવકની બાષ્પની હવા સાથેની સૌથી નીચી (ઓછી) સંકેન્દ્રિતતા UEL માનક પરિસ્થિતિમાં ધડાકો કરે તેવી દ્રાવકની બાષ્પની હવા સાથેની સૌથી વધુ સંકેન્દ્રિતતા છે. આ બંને સીમાઓની વચ્ચે બાષ્પ-સંકેન્દ્રિતતા હંમેશાં વિસ્ફોટક હોય છે.
ન્યૂનતમ જ્વલન તાપમાન (minimum ignition temperature, MIT) એ માનકકસોટીની પરિસ્થિતિમાં (દ્રાવક) પદાર્થની બાષ્પ અને હવા ધડાકો કરે તેવું સૌથી નીચું તાપમાન છે. આ રીતે જ્વલનશીલ પ્રવાહીની તથા હવાનું મિશ્રણ જ્યાં સુધી જ્વલનસ્રોત ન્યૂનતમ જ્વલન તાપમાન (MIT) જેટલું અથવા તેથી વધુ તાપમાન ધરાવે નહિ ત્યાં સુધી સળગતું નથી.
પેટ્રોલની બાષ્પનું પ્રમાણમાં ઊંચું (MIT) અને રાખ વડે ઢંકાયેલ સળગતી સિગારેટના છેડાના નીચા પૃષ્ઠ તાપમાનને કારણે પેટ્રોલ પંપ ઉપર જલદીથી વિસ્ફોટ થવાના કિસ્સા પ્રમાણમાં ઓછા જોવા મળે છે.
દ્રાવકોના શરીરક્રિયાત્મક ગુણધર્મો (physiological properties) : કાર્બનિક દ્રાવકો શરીરમાં મોં વાટે, બાષ્પ સૂંઘવાથી અથવા ચામડી કે આંતરત્વચા દ્વારા શોષાવાથી પ્રવેશે છે. કેટલાક દ્રાવકોનું શરીરમાં પાચન થઈ જાય છે. જ્યારે કેટલાક ફેરફાર વિના શરીર બહાર નીકળી જાય છે; દા. ત., આઇસોએમાઇલ એસિટેટ (banana oil) શરીરમાં પચી જાય છે, પણ હેક્ઝેન ફેરફાર વગર બહાર નીકળી જાય છે. બીજા કેટલાક દ્રાવકો શરીરમાં શોષાઈને કેટલીક પેશીઓમાં સંઘરાયેલા રહે છે અને વારંવાર શોષાઈને સંગ્રહ થવાથી શરીરના અવયવને કે તંત્ર(system)ને હાનિ કરે છે. એનીલીન આવો દ્રાવક છે. ઘણા દ્રાવકોની વિષાળુતા જાનવરો ઉપર પ્રયોગ દ્વારા નક્કી કરાઈ છે. જાનવરના 1 કિગ્રા. વજનદીઠ રસાયણની મિગ્રા. વજનની જે માત્રા માનક સ્થિતિ હેઠળ કરાયેલી કસોટીમાં 50 % જાનવરોનું મૃત્યુ નિપજાવે તે મારકમાત્રા (lethal dose) LD50 તરીકે ઓળખાય છે. આ ઉપરાંત દ્રાવકોની સલામતી મર્યાદાનું સીમાંત મૂલ્ય (threshold limit value, TLV) પણ વપરાશમાં છે. હવેથી ધ્યાનમાં લેવાતું દ્રાવકોનું બીજું ખૂબ અગત્યનું સુરક્ષામૂલ્ય એ તેની કૅન્સરજન્યતા (carcinogenicity) છે. જે પદાર્થો દ્વારા માનવમાં કૅન્સર થતું હોય અથવા જાનવરોમાં કૅન્સર થવાની શક્યતા વધારે તેને કૅન્સરજન્ય સંયોજનો કહે છે. સંયુક્ત રાષ્ટ્રસંઘ દ્વારા આવાં કૅન્સરજન્ય રસાયણોની પ્રમાણિત યાદી પ્રસિદ્ધ કરવામાં આવી છે.
જગદીશ જ. ત્રિવેદી