Làm thế nào để nước hoạt động như một dung môi phổ quát?

Nước (H ₂ O) là chất cần thiết cho sự sống của các sinh vật. Nó được tạo thành từ hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Trong tự nhiên, nó có rất nhiều ở trạng thái lỏng nhưng nó cũng có thể được tìm thấy ở trạng thái rắn, ở dạng băng và tuyết, hoặc ở trạng thái khí, dưới dạng hơi nước.

Nước có đặc điểm là không màu, không mùi. 97% nước trên hành tinh là nước mặn, chẳng hạn như nước biển và đại dương. Phần còn lại là nước ngọt và nằm trong các tầng ngậm nước, băng vĩnh cửu, hồ, sông, độ ẩm của đất, hơi khí quyển và các sinh vật sống. Phần lớn nước cũng nằm trong sông băng và chỏm băng.

Nước cũng trải qua một quá trình được gọi là “chu trình thủy văn”, trong đó nước trải qua các trạng thái khác nhau: rắn, lỏng và khí.

Nước có tầm quan trọng sống còn đối với hệ sinh thái tự nhiên, điều hòa khí hậu và các hoạt động của con người. Tương tự như vậy, nó hình thành 80% hầu hết các sinh vật, cho phép hoạt động của các cơ quan và mô, cũng như các quá trình quan trọng khác.

Ngoài những phẩm chất này, nước còn được coi là một dung môi tự nhiên và phổ quát. Để hiểu rõ hơn lý do đằng sau tuyên bố này, cần phải hiểu định nghĩa và đặc điểm của dung môi.

dung môi là gì

Dung môi là chất trong đó chất tan có thể được hòa tan, dẫn đến sự hình thành dung dịch. Nói chung, dung môi là thành phần phong phú nhất trong dung dịch.

Dung môi có nhiều ứng dụng khác nhau, cả trong sản xuất chất kết dính, sơn và vật liệu tổng hợp, cũng như trong dược phẩm, chất tẩy rửa và các sản phẩm khác.

Có tính đến định nghĩa của dung môi, có thể nói rằng dung môi phổ quát là một chất có khả năng hòa tan bất kỳ chất nào khác. Tuy nhiên, không có chất nào có thể hòa tan tất cả những chất khác; do đó, không có dung môi phổ quát thực sự. Thay vào đó, có những chất có thể hòa tan một số chất tương tự. Ví dụ, nếu một dung môi là cực, nó có thể hòa tan tốt các chất hòa tan phân cực khác, nhưng nó sẽ không hòa tan các chất hòa tan không phân cực như chất béo và dầu. Ngược lại, nếu dung môi không phân cực, nó sẽ có thể hòa tan tốt các chất tan không phân cực, nhưng không phải là chất hòa tan phân cực.

Vì sao nước được coi là “dung môi vạn năng”?

Mặc dù bản thân nó không có dung môi vạn năng, nhưng nước được gọi là dung môi vạn năng bởi vì, ngoài việc là dung môi phổ biến nhất, nó còn hòa tan nhiều chất hơn bất kỳ nguyên tố nào khác đã biết. Là một dung môi phân cực, nước có thể hòa tan các hợp chất hữu cơ và vô cơ, ion hoặc trung tính.

Các tính chất làm cho nước trở thành một dung môi tuyệt vời là tính phân cực của các phân tử và khả năng hình thành liên kết hydro. Phía hydro của mỗi phân tử nước có điện tích dương nhẹ, trong khi phía oxy mang điện tích âm nhẹ.

Điều này cho phép nước phân tách các hợp chất ion thành các ion dương và âm. Phía oxy thu hút phần dương của hợp chất ion và phía hydro tích cực thu hút phần âm của nó.

Điều gì làm cho một hợp chất hòa tan trong nước?

Độ hòa tan của một phân tử hoặc ion phụ thuộc vào khả năng tương tác của nó với các phân tử nước. Nghĩa là, nó được xác định theo sự cân bằng lực lượng giữa các phân tử của dung môi và chất tan. Nhiệt độ và áp suất cũng ảnh hưởng đến độ hòa tan của một chất.

Ví dụ về các chất hòa tan trong nước

Tại sao muối hòa tan trong nước?

Một trong những ví dụ phổ biến nhất của các hợp chất hòa tan trong nước là muối. Đặc biệt là muối ăn, loại chúng tôi sử dụng ở nhà để nấu ăn. Trong hóa học, hợp chất này được gọi là natri clorua (NaCl).

Như đã đề cập ở trên, độ hòa tan sẽ phụ thuộc vào độ phân cực của nước và chất tan. Trong trường hợp này, phần natri (Na) mang điện tích dương, trong khi phần clo (Cl) mang điện tích âm và cả hai ion được nối với nhau bằng liên kết ion.

Mặt khác, hydro (H) và oxy (O) tạo nên nước được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Tương tự như vậy, các nguyên tử hydro và oxy của các phân tử nước khác nhau cũng được liên kết với nhau bằng các liên kết hydro.

Khi muối được trộn với nước, các lực hấp dẫn khác nhau được tạo ra giữa các ion của cả hai hợp chất. Các anion oxy tích điện âm nằm gần ion natri, trong khi các ion hydro tích điện dương nằm gần ion clorua tích điện âm.

Mặc dù các liên kết ion rất mạnh, nhưng ảnh hưởng của sự phân cực của các phân tử nước là đủ để tách các nguyên tử natri và clo. Khi muối tách ra, các ion của nó phân tán đều, tạo ra dung dịch đồng nhất.

Tuy nhiên, nếu cho quá nhiều muối vào, nó sẽ không hòa tan hoàn toàn. Sự hòa tan sẽ xảy ra cho đến khi có quá nhiều ion natri và clo trong hỗn hợp. Trong trường hợp đó, lực của các phân tử nước sẽ không đủ để tách các ion. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tăng lên, điều này sẽ làm tăng động năng của các hạt và nhiều muối hơn có thể được hòa tan trong nước.

Các chất khác hòa tan trong nước

Các hợp chất hòa tan trong nước cũng bao gồm:

• Axit và bazơ mạnh và yếu
• Một số oxit axit và bazơ
• Các khí phân cực như hydro clorua (HCL) hoặc carbon dioxide (CO ₂ ).
• rượu
• axit cacboxylic
• Phenol, amin và amit

Ví dụ về chất không tan trong nước

Như đã đề cập ở trên, nước có thể dễ dàng hòa tan các chất phân cực. Tuy nhiên, các chất không phân cực, nghĩa là các chất không có bất kỳ cực nào hoặc không có sự phân bố electron không đồng đều, không hòa tan trong nước.

Trong trường hợp các hợp chất hóa học không phân cực, chúng chia sẻ các electron đồng đều và không tương tác tốt với các phân tử nước. Các chất không tan trong nước gồm:

• các loại dầu
• chất béo
• các loại sáp
• Dầu
• khí
• ether
• axeton
• Một số khí như metan (CH ₄ )
• Các vitamin không hòa tan, chẳng hạn như vitamin A, E và D

Thư mục

• Chang, R. Hóa học . (2020). Tây ban nha. McGraw-Hill.
• Donelly, B. Hóa học hữu cơ . (2020, sách nói). nghe được. Báo chí phía Bắc.
• Oddone, S. Nước: Trung tâm của vũ trụ hóa học. (2021). Achentina. Các tác giả biên tập của Argentina.
• Học viện Khan. Tính chất dung môi của nước . Có tại https://es.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/hydrogen-bonding-in-water/a/water-as-a-solvent .