Pelarut protik adalah pelarut yang memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada satu oksigen (seperti dalam gugus hidroksil), satu nitrogen (seperti dalam gugus amina), atau satu fluorida (seperti dalam hidrogen fluorida). Secara umum, semua pelarut yang mengandung H+ disebut pelarut protik. Molekul pelarut semacam ini mudah mendonasikan proton (H+) kepada zat terlarut (solut), seringkali melalui ikatan hidrogen. Air adalah pelarut protik yang paling umum. Sebaliknya, pelarut aprotik tidak dapat mendonasikan hidrogen. Penggunaan umum pelarut polar adalah dalam cat, penghilang cat, tinta, dan cuci kering (dry clean).[1]
Pelarut protik polar sering digunakan untuk melarutkan garam. Secara umum, pelarut ini memiliki tetapan dielektrik yang tinggi, dan polaritas yang tinggi pula.
Karakteristik pelarut protik adalah:
Contohnya antara lain air, sebagian besar alkohol, asam format, hidrogen fluorida, dan amonia. Pelarut protik polar cocok untuk reaksi SN1, sementara pelarut aprotik polar cocok untuk reaksi SN2.
Pelarut aprotik polar adalah pelarut yang kekurangan hidrogen asam. Akibatnya, mereka bukan donor ikatan hidrogen. Pelarut ini biasanya memiliki tetapan dielektrik dan polaritas sedang. Meskipun menggunakan istilah "aprotik polar", IUPAC menjelaskan bahwa pelarut ini memiliki tetapan dielektrik dan momen dipul tinggi, contohnya adalah asetonitril. Pelarut lain yang memenuhi kriteria IUPAC adalah piridin, etil asetat, DMF, HMPA, dan DMSO.[2]
Karakteristik umum pelarut aprotik:
Kriteria tersebut di atas bersifat relatif dan sangat kualitatif. Sejumlah keasaman diakui sebagai pelarut aprotik. Kemampuan mereka melarutkan garam tergantung pada kekuatan alami garamnya.
Pelarut polar aprotik biasanya tidak kompatibel dengan basa kuat, seperti pereaksi Grignard atau t-butillitium. Pereaksi-pereaksi ini memerlukan eter, bukan nitril, amida, sulfoksida, dan sebagainya. Basa kuat mungkin dapat memprotonasi mereka (seperti anion metil sebagai basa memiliki pKaH 50, dan sulfoksida yang memiliki pKa sekitar 35).
Pelarut secara kualitatif dikelompokkan menjadi pelarut non-polar, aprotik polar, dan protik polar, sering kali diurutkan berdasarkan tetapan dielektriknya.
| Pelarut | Rumus kimia | Titik didih | Tetapan dielektrik | Densitas | Momen dipol (D) |
|---|---|---|---|---|---|
| Pelarut non-polar | |||||
| Heksana | CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 | 69 °C | 2.0 | 0.655 g/mL | 0.00 D |
| Benzena | C6H6 | 80 °C | 2.3 | 0.879 g/ml | 0.00 D |
| Toluena | C6H5CH3 | 111 °C | 2.4 | 0.867 g/mL | 0.36 D |
| 1,4-Dioksan | (CH2CH2O)2 | 101 °C | 2.3 | 1.033 g/mL | 0.45 D |
| Kloroform | CHCl3 | 61 °C | 4.8 | 1.498 g/mL | 1.04 D |
| Dietil eter | (CH3CH2)2O | 35 °C | 4.3 | 0.713 g/mL | 1.15 D |
| Pelarut aprotik polar | |||||
| Diklorometana (DCM) | CH2Cl2 | 40 °C | 9.1 | 1.3266 g/mL | 1.60 D |
| N-metilpirolidon | CH3NC(O)C3H6 | 202 °C | 32.2 | 1.028 g/mL | 4.1 D |
| Tetrahidrofuran (THF) | C4H8O | 66 °C | 7.5 | 0.886 g/mL | 1.75 D |
| Etil asetat (EtOAc) | CH3CO2CH2CH3 | 77 °C | 6.0 | 0.894 g/mL | 1.78 D |
| Aseton[catatan 1] | CH3C(O)CH3 | 56 °C | 21 | 0.786 g/mL | 2.88 D |
| Dimetilformamida (DMF) | HC(O)N(CH3)2 | 153 °C | 38 | 0.944 g/mL | 3.82 D |
| Asetonitril (MeCN) | CH3CN | 82 °C | 37 | 0.786 g/mL | 3.92 D |
| Dimetil sulfoksida (DMSO) | CH3S(O)CH3 | 189 °C | 47 | 1.092 g/mL | 3.96 D |
| Propilena karbonat (PC) | C4H6O3 | 242 °C | 64 | 1.205 g/mL | 4.90 D |
| Pelarut protik polar | |||||
| Asam format | HCO2H | 101 °C | 58 | 1.21 g/mL | 1.41 D |
| n-butanol | CH3CH2CH2CH2OH | 118 °C | 18 | 0.810 g/mL | 1.63 D |
| isopropanol (IPA) | (CH3)2CH(OH) | 82 °C | 18 | 0.785 g/mL | 1.66 D |
| Nitrometana [catatan 2] | CH3NO2 | 101 °C | 35.87 | 1.1371 g/mL | 3.56 D |
| etanol (EtOH) | CH3CH2OH | 79 °C | 24.55 | 0.789 g/mL | 1.69 D |
| metanol (MeOH) | CH3OH | 65 °C | 33 | 0.791 g/mL | 1.70 D |
| Asam asetat (AcOH) | CH3CO2H | 118 °C | 6.2 | 1.049 g/mL | 1.74 D |
| Air | H2O | 100 °C | 80 | 1.000 g/mL | 1.85 D |
| catatan 1 Aseton akan mengalami tautomerisme keto–enol menjadi bentuk enolnya (propen-2-ol) sehingga menunjukkan perilaku protik. |
| catatan 2 Meskipun hidrogen terikat pada karbon, karbon memberi muatan positif pada nitrogen dan ikatan gandanya ke oksigen. |