Hvordan fungerer vand som et universelt opløsningsmiddel?

Vand (H ₂ O) er et væsentligt stof for levende væseners overlevelse. Det består af to brintatomer og et oxygenatom. I naturen bugner det i flydende tilstand, men det kan også findes i fast tilstand, i form af is og sne, eller i gasform, som vanddamp.

Vandet er kendetegnet ved at være farveløst og lugtløst. 97% af planetens vand er salt, såsom vandet i havene og oceanerne. Resten er ferskvand og er i grundvandsmagasiner, permafrost, søer, floder, jordfugtighed, atmosfærisk damp og levende ting. Meget af vandet er også i gletsjere og iskapper.

Vand gennemgår også en proces kendt som den “hydrologiske cyklus”, hvorigennem det går gennem forskellige tilstande: fast, flydende og gas.

Vand er af vital betydning for naturlige økosystemer, klimaregulering og menneskelige aktiviteter. Ligeledes udgør det 80% af de fleste organismer, hvilket tillader organers og vævs funktion såvel som andre vitale processer.

Udover disse kvaliteter betragtes vand også som et naturligt og universelt opløsningsmiddel. For bedre at forstå årsagerne bag denne erklæring er det nødvendigt at forstå definitionen og egenskaberne af et opløsningsmiddel.

hvad er et opløsningsmiddel

Et opløsningsmiddel er et stof, hvori et opløst stof kan opløses, hvilket resulterer i dannelsen af ​​en opløsning. Generelt er opløsningsmidlet den mest udbredte komponent i en opløsning.

Opløsningsmidler har forskellige anvendelser, både i fremstillingen af ​​klæbemidler, maling og syntetiske materialer, såvel som i farmaceutiske, rengørings- og andre produkter.

Under hensyntagen til definitionen af ​​et opløsningsmiddel kan det siges, at et universelt opløsningsmiddel er et stof, der er i stand til at opløse et hvilket som helst andet stof. Der er dog intet stof, der kan opløse alle de andre; derfor er der ikke noget rigtigt universelt opløsningsmiddel. I stedet er der stoffer, der kan opløse flere lignende stoffer. For eksempel, hvis et opløsningsmiddel er polært, kan det opløse andre polære opløste stoffer godt, men det vil ikke opløse upolære opløste stoffer såsom fedtstoffer og olier. Omvendt, hvis opløsningsmidlet er upolært, vil det være i stand til at opløse upolære opløste stoffer godt, men ikke polære opløste stoffer.

Hvorfor betragtes vand som et “universelt opløsningsmiddel”?

Selvom der ikke er noget universelt opløsningsmiddel i sig selv, kaldes vand et universelt opløsningsmiddel, fordi det ud over at være det mest almindelige opløsningsmiddel, der findes, opløser flere stoffer end noget andet kendt grundstof. Som et polært opløsningsmiddel kan vand opløse organiske og uorganiske, ioniske eller neutrale forbindelser.

De egenskaber, der gør vand til et fremragende opløsningsmiddel, er polariteten af ​​dets molekyler og dets evne til at danne hydrogenbindinger. Hydrogensiden af ​​hvert vandmolekyle har en svag positiv elektrisk ladning, mens iltsiden bærer en lille negativ elektrisk ladning.

Dette gør det muligt for vand at dissociere ioniske forbindelser til positive og negative ioner. Iltsiden tiltrækker den positive del af den ioniske forbindelse, og den positive brintside tiltrækker dens negative del.

Hvad gør en forbindelse opløselig i vand?

Opløseligheden af ​​et molekyle eller en ion afhænger af dets evne til at interagere med vandmolekyler. Det vil sige, at det bestemmes i henhold til kræfternes balance mellem opløsningsmidlets og det opløste stofs molekyler. Temperatur og tryk påvirker også et stofs opløselighed.

Eksempler på stoffer, der opløses i vand

Hvorfor opløses salt i vand?

Et af de mest almindelige eksempler på forbindelser, der opløses i vand, er salte. Især bordsalt, det vi bruger derhjemme til madlavningen. I kemi kaldes denne forbindelse natriumchlorid (NaCl).

Som nævnt ovenfor vil opløseligheden afhænge af polariteten af ​​vandet og det opløste stof. I dette tilfælde har natrium (Na) delen en positiv ladning, mens klor (Cl) delen har en negativ ladning, og begge ioner er forbundet med en ionbinding.

På den anden side er brint (H) og oxygen (O), der udgør vand, forbundet med hinanden med kovalente bindinger. Ligeledes er de forskellige vandmolekylers brint- og oxygenatomer også forbundet ved hjælp af brintbindinger.

Når salt blandes med vand, dannes forskellige tiltrækningskræfter mellem ionerne af begge forbindelser. Negativt ladede oxygenanioner er placeret nær natriumionen, mens positivt ladede hydrogenioner er nær den negativt ladede chloridion.

Selvom ionbindingerne er stærke, er effekten af ​​vandmolekylernes polaritet nok til at adskille natrium- og kloratomerne. Når salt adskilles, spredes dets ioner jævnt, hvilket skaber en homogen opløsning.

Men hvis der blandes for meget salt i, vil det ikke opløses helt. Opløsning vil ske, indtil der er for mange natrium- og klorioner i blandingen. I så fald vil kraften fra vandmolekylerne ikke være nok til at adskille ionerne. Men hvis temperaturen øges, vil dette øge partiklernes kinetiske energi, og mere salt kan opløses i vandet.

Andre stoffer, der er opløselige i vand

Forbindelser, der er opløselige i vand, omfatter også:

• Stærke og svage syrer og baser
• Nogle sure og basiske oxider
• Polære gasser såsom hydrogenchlorid (HCL) eller kuldioxid (CO ₂ ).
• alkoholer
• Carboxylsyrer
• Fenoler, aminer og amider

Eksempler på stoffer, der ikke opløses i vand

Som nævnt ovenfor kan vand nemt opløse polære stoffer. Imidlertid er upolære stoffer, det vil sige stoffer, der ikke har nogen poler eller ikke har en ulige fordeling af elektroner, ikke opløselige i vand.

I tilfælde af upolære kemiske forbindelser deler de elektroner jævnt og interagerer ikke godt med vandmolekyler. Stoffer, der ikke er opløselige i vand, omfatter:

• olierne
• Fedtstofferne
• vokserne
• Olien
• Gassen
• Æteren
• acetone
• Nogle gasser som metan (CH ₄ )
• Uopløselige vitaminer, såsom vitamin A, E og D

Bibliografi

• Chang, R. Chemistry . (2020). Spanien. McGraw-Hill.
• Donelly, B. Organisk kemi . (2020, lydbog). Hørbar. Northern Press.
• Oddone, S. Vand: Centrum for det kemiske univers. (2021). Argentina. Redaktionelle forfattere af Argentina.
• Khan Academy. Vandets opløsningsmiddelegenskaber . Tilgængelig på https://es.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/hydrogen-bonding-in-water/a/water-as-a-solvent .