Cum acționează apa ca un solvent universal?

Apa (H ₂ O) este o substanță esențială pentru supraviețuirea ființelor vii. Este format din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. În natură abundă în stare lichidă dar poate fi găsit și în stare solidă, sub formă de gheață și zăpadă, sau în stare gazoasă, sub formă de vapori de apă.

Apa se caracterizează prin faptul că este incoloră și inodoră. 97% din apa planetei este sărată, cum ar fi apa mărilor și oceanelor. Restul este apă dulce și se află în acvifere, permafrost, lacuri, râuri, umiditate din sol, vapori atmosferici și viețuitoare. O mare parte din apă se află și în ghețari și calote glaciare.

Apa trece, de asemenea, printr-un proces cunoscut sub numele de „ciclul hidrologic” prin care trece prin diferite stări: solid, lichid și gazos.

Apa este de o importanță vitală pentru ecosistemele naturale, reglarea climei și activitățile umane. La fel, formează 80% din majoritatea organismelor, permițând funcționarea organelor și țesuturilor, precum și a altor procese vitale.

Pe lângă aceste calități, apa este considerată și un solvent natural și universal. Pentru a înțelege mai bine motivele din spatele acestei afirmații, este necesar să înțelegem definiția și caracteristicile unui solvent.

ce este un solvent

Un solvent este o substanță în care o substanță dizolvată poate fi dizolvată, rezultând formarea unei soluții. În general, solventul este componenta cea mai abundentă dintr-o soluție.

Solvenții au aplicații diferite, atât în ​​fabricarea de adezivi, vopsele și materiale sintetice, cât și în produse farmaceutice, de curățare și alte produse.

Luând în considerare definiția unui solvent, se poate spune că un solvent universal este o substanță care este capabilă să dizolve orice altă substanță. Cu toate acestea, nu există nicio substanță care să le poată dizolva pe toate celelalte; prin urmare, nu există un solvent universal real. În schimb, există substanțe care pot dizolva mai multe substanțe similare. De exemplu, dacă un solvent este polar, poate dizolva bine alte substanțe dizolvate polare, dar nu va dizolva substanțe dizolvate nepolare, cum ar fi grăsimile și uleiurile. În schimb, dacă solventul este nepolar, va fi capabil să dizolve bine substanțele dizolvate nepolare, dar nu și soluțiile polare.

De ce apa este considerată un „solvent universal”?

Deși nu există un solvent universal în sine, apa este numită solvent universal deoarece, pe lângă faptul că este cel mai comun solvent care există, dizolvă mai multe substanțe decât orice alt element cunoscut. Fiind un solvent polar, apa poate dizolva compuși organici și anorganici, ionici sau neutri.

Proprietățile care fac din apa un solvent excelent sunt polaritatea moleculelor sale și capacitatea sa de a forma legături de hidrogen. Partea de hidrogen a fiecărei molecule de apă are o ușoară sarcină electrică pozitivă, în timp ce partea de oxigen poartă o ușoară sarcină electrică negativă.

Acest lucru permite apei să disocieze compușii ionici în ioni pozitivi și negativi. Partea oxigenului atrage partea pozitivă a compusului ionic, iar partea pozitivă a hidrogenului atrage partea sa negativă.

Ce face un compus solubil în apă?

Solubilitatea unei molecule sau a unui ion depinde de capacitatea sa de a interacționa cu moleculele de apă. Adică, se determină în funcție de echilibrul de forțe dintre moleculele de solvent și substanța dizolvată. Temperatura și presiunea influențează, de asemenea, solubilitatea unei substanțe.

Exemple de substanțe care se dizolvă în apă

De ce se dizolvă sarea în apă?

Unul dintre cele mai comune exemple de compuși care se dizolvă în apă sunt sărurile. În special, sarea de masă, cea pe care o folosim acasă pentru gătit. În chimie, acest compus se numește clorură de sodiu (NaCl).

După cum sa menționat mai sus, solubilitatea va depinde de polaritatea apei și a solutului. În acest caz, partea de sodiu (Na) are o sarcină pozitivă, în timp ce partea de clor (Cl) are o sarcină negativă, iar ambii ioni sunt legați printr-o legătură ionică.

Pe de altă parte, hidrogenul (H) și oxigenul (O) care formează apa sunt conectate între ele prin legături covalente. De asemenea, atomii de hidrogen și oxigen ai diferitelor molecule de apă sunt legați prin intermediul legăturilor de hidrogen.

Când sarea este amestecată cu apă, între ionii ambilor compuși se produc diferite forțe atractive. Anonii de oxigen încărcați negativ sunt localizați în apropierea ionului de sodiu, în timp ce ionii de hidrogen încărcați pozitiv sunt în apropierea ionului de clorură încărcat negativ.

Deși legăturile ionice sunt puternice, efectul polarității moleculelor de apă este suficient pentru a separa atomii de sodiu și de clor. Când sarea se separă, ionii ei se dispersează uniform, creând o soluție omogenă.

Cu toate acestea, dacă se amestecă prea multă sare, aceasta nu se va dizolva complet. Dizolvarea va avea loc până când există prea mulți ioni de sodiu și clor în amestec. În acest caz, forța moleculelor de apă nu va fi suficientă pentru a separa ionii. Cu toate acestea, dacă temperatura crește, aceasta va crește energia cinetică a particulelor și mai multă sare poate fi dizolvată în apă.

Alte substanțe care sunt solubile în apă

Compușii care sunt solubili în apă includ, de asemenea:

• Acizi și baze puternice și slabe
• Unii oxizi acizi și bazici
• Gaze polare precum clorura de hidrogen (HCL) sau dioxidul de carbon (CO ₂ ).
• alcooli
• Acizi carboxilici
• Fenoli, amine și amide

Exemple de substanțe care nu se dizolvă în apă

După cum am menționat mai sus, apa poate dizolva cu ușurință substanțele polare. Cu toate acestea, substanțele nepolare, adică substanțele care nu au niciun poli sau nu au o distribuție inegală a electronilor, nu sunt solubile în apă.

În cazul compușilor chimici nepolari, aceștia împart electronii în mod egal și nu interacționează bine cu moleculele de apă. Substanțele care nu sunt solubile în apă includ:

• uleiurile
• Grăsimile
• cerurile
• Uleiul
• Benzina
• Eterul
• acetonă
• Unele gaze cum ar fi metanul (CH ₄ )
• Vitamine insolubile, cum ar fi vitaminele A, E și D

Bibliografie

• Chang, R. Chimie . (2020). Spania. McGraw-Hill.
• Donelly, B. Chimie organică . (2020, carte audio). Perceptibil. Northern Press.
• Oddone, S. Apa: Centrul Universului Chimic. (2021). Argentina. Autori editoriali din Argentina.
• Academia Khan. Proprietățile de solvent ale apei . Disponibil la https://es.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/hydrogen-bonding-in-water/a/water-as-a-solvent .