Comment l’eau agit-elle comme solvant universel ?

L’eau (H ₂ O) est une substance essentielle à la survie des êtres vivants. Il est composé de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. Dans la nature, il abonde à l’état liquide mais on le trouve aussi à l’état solide, sous forme de glace et de neige, ou à l’état gazeux, sous forme de vapeur d’eau.

L’eau est caractérisée par le fait qu’elle est incolore et inodore. 97% de l’eau de la planète est salée, comme l’eau des mers et des océans. Le reste est de l’eau douce et se trouve dans les aquifères, le pergélisol, les lacs, les rivières, l’humidité du sol, la vapeur atmosphérique et les êtres vivants. Une grande partie de l’eau se trouve également dans les glaciers et les calottes glaciaires.

L’eau passe également par un processus connu sous le nom de « cycle hydrologique » par lequel elle passe par différents états : solide, liquide et gazeux.

L’eau est d’une importance vitale pour les écosystèmes naturels, la régulation du climat et les activités humaines. De même, il forme 80% de la plupart des organismes, permettant le fonctionnement des organes et des tissus, ainsi que d’autres processus vitaux.

Outre ces qualités, l’eau est également considérée comme un solvant naturel et universel. Pour mieux comprendre les raisons de cette affirmation, il est nécessaire de comprendre la définition et les caractéristiques d’un solvant.

qu’est-ce qu’un solvant

Un solvant est une substance dans laquelle un soluté peut être dissous, entraînant la formation d’une solution. Généralement, le solvant est le composant le plus abondant dans une solution.

Les solvants ont différentes applications, à la fois dans la fabrication d’adhésifs, de peintures et de matériaux synthétiques, ainsi que dans les produits pharmaceutiques, de nettoyage et autres.

Compte tenu de la définition d’un solvant, on peut dire qu’un solvant universel est une substance capable de dissoudre toute autre substance. Cependant, il n’y a aucune substance qui puisse dissoudre toutes les autres ; par conséquent, il n’y a pas de véritable solvant universel. Au lieu de cela, il existe des substances qui peuvent dissoudre plusieurs substances similaires. Par exemple, si un solvant est polaire, il peut bien dissoudre d’autres solutés polaires, mais il ne dissoudra pas les solutés non polaires tels que les graisses et les huiles. Inversement, si le solvant est non polaire, il pourra bien dissoudre les solutés non polaires, mais pas les solutés polaires.

Pourquoi l’eau est-elle considérée comme un « solvant universel » ?

Bien qu’il n’y ait pas de solvant universel en soi, l’eau est appelée solvant universel car, en plus d’être le solvant le plus courant, elle dissout plus de substances que tout autre élément connu. Étant un solvant polaire, l’eau peut dissoudre des composés organiques et inorganiques, ioniques ou neutres.

Les propriétés qui font de l’eau un excellent solvant sont la polarité de ses molécules et sa capacité à former des liaisons hydrogène. Le côté hydrogène de chaque molécule d’eau a une légère charge électrique positive, tandis que le côté oxygène porte une légère charge électrique négative.

Cela permet à l’eau de dissocier les composés ioniques en ions positifs et négatifs. Le côté oxygène attire la partie positive du composé ionique et le côté hydrogène positif attire sa partie négative.

Qu’est-ce qui rend un composé soluble dans l’eau ?

La solubilité d’une molécule ou d’un ion dépend de sa capacité à interagir avec les molécules d’eau. C’est-à-dire qu’il est déterminé en fonction de l’équilibre des forces entre les molécules du solvant et le soluté. La température et la pression influencent également la solubilité d’une substance.

Exemples de substances qui se dissolvent dans l’eau

Pourquoi le sel se dissout-il dans l’eau ?

L’un des exemples les plus courants de composés qui se dissolvent dans l’eau sont les sels. En particulier, le sel de table, celui que nous utilisons à la maison pour cuisiner. En chimie, ce composé est appelé chlorure de sodium (NaCl).

Comme mentionné ci-dessus, la solubilité dépendra de la polarité de l’eau et du soluté. Dans ce cas, la partie sodium (Na) a une charge positive, tandis que la partie chlore (Cl) a une charge négative, et les deux ions sont reliés par une liaison ionique.

D’autre part, l’hydrogène (H) et l’oxygène (O) qui composent l’eau sont reliés entre eux par des liaisons covalentes. De même, les atomes d’hydrogène et d’oxygène des différentes molécules d’eau sont également liés par des liaisons hydrogène.

Lorsque le sel est mélangé à de l’eau, différentes forces d’attraction sont produites entre les ions des deux composés. Les anions oxygène chargés négativement sont situés près de l’ion sodium, tandis que les ions hydrogène chargés positivement sont proches de l’ion chlorure chargé négativement.

Bien que les liaisons ioniques soient fortes, l’effet de la polarité des molécules d’eau suffit à séparer les atomes de sodium et de chlore. Lorsque le sel se sépare, ses ions se dispersent uniformément, créant une solution homogène.

Cependant, si trop de sel est mélangé, il ne se dissoudra pas complètement. La dissolution se produira jusqu’à ce qu’il y ait trop d’ions sodium et chlore dans le mélange. Dans ce cas, la force des molécules d’eau ne suffira pas à séparer les ions. Cependant, si la température est augmentée, cela augmentera l’énergie cinétique des particules et plus de sel peut être dissous dans l’eau.

Autres substances solubles dans l’eau

Les composés solubles dans l’eau comprennent également :

• Acides et bases forts et faibles
• Certains oxydes acides et basiques
• Gaz polaires tels que le chlorure d’hydrogène (HCL) ou le dioxyde de carbone (CO ₂ ).
• alcools
• Acides carboxyliques
• Phénols, amines et amides

Exemples de substances qui ne se dissolvent pas dans l’eau

Comme mentionné ci-dessus, l’eau peut facilement dissoudre les substances polaires. Cependant, les substances non polaires, c’est-à-dire les substances qui n’ont pas de pôles ou qui n’ont pas une répartition inégale des électrons, ne sont pas solubles dans l’eau.

Dans le cas des composés chimiques non polaires, ils partagent les électrons de manière égale et n’interagissent pas bien avec les molécules d’eau. Les substances qui ne sont pas solubles dans l’eau comprennent :

• les huiles
• Les graisses
• les cires
• Le pétrole
• L’essence
• L’éther
• acétone
• Certains gaz comme le méthane (CH ₄ )
• Vitamines insolubles, telles que les vitamines A, E et D

Bibliographie

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