Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.15: Вода - властивості розчинника води

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4993

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Поясніть, чому деякі молекули не розчиняються у воді.

    Властивості розчинника води

    Універсальним розчинником вважається вода, яка не тільки розчиняє багато сполук, але і розчиняє більше речовин, ніж будь-яка інша рідина. Полярна молекула з частково-позитивними і негативними зарядами, вона легко розчиняє іони і полярні молекули. Тому воду називають розчинником: речовиною, здатною розчиняти інші полярні молекули та іонні сполуки. Заряди, пов'язані з цими молекулами, утворюють водневі зв'язки з водою, оточуючи частинку молекулами води. Це називається сферою гідратації, або гідратаційної оболонкою, і служить для утримання частинок відокремлених або диспергованих у воді.

    При додаванні в воду іонних сполук окремі іони взаємодіють з полярними областями молекул води в процесі дисоціації, порушуючи їх іонні зв'язки. Дисоціація виникає, коли атоми або групи атомів відриваються від молекул і утворюють іони. Розглянемо кухонну сіль (NaCl, або хлорид натрію): при додаванні кристалів NaCl у воду молекули NaCl дисоціюються на Na + і Cl — іони, а навколо іонів утворюються сфери гідратації. Позитивно заряджений іон натрію оточений частково-негативним зарядом кисню молекули води; негативно заряджений іон хлориду оточений частково-позитивним зарядом водню в молекулі води.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Дисоціація NaCl у воді: Коли кухонна сіль (NaCl) змішується у воді, навколо іонів утворюються сфери гідратації.

    Оскільки багато біомолекул або полярні, або заряджені, вода легко розчиняє ці гідрофільні сполуки. Вода є поганим розчинником, однак, для гідрофобних молекул, таких як ліпіди. Неполярні молекули відчувають гідрофобні взаємодії у воді: вода змінює свої структури зв'язку водню навколо гідрофобних молекул, утворюючи структуру, схожу на клітку, звану клатратом. Ця зміна структури водневого зв'язку водного розчинника призводить до того, що загальна ентропія системи значно зменшується, оскільки молекули стають більш впорядкованими, ніж у рідкій воді. Термодинамічно таке велике зниження ентропії не є спонтанним, і гідрофобна молекула не розчиниться.

    Ключові моменти

    • Вода дисоціює солі, розділяючи катіони та аніони та утворюючи нові взаємодії між водою та іонами.
    • Вода розчиняє багато біомолекул, тому що вони полярні і тому гідрофільні.

    Ключові умови

    • дисоціація: Процес, за допомогою якого сполука або складне тіло розпадається на простіші складові, такі як атоми або іони, як правило, оборотно.
    • Гідратаційна оболонка: Термін, що надається сольватуючій оболонці (структура, що складається з хімічної речовини, яка діє як розчинник і оточує розчинений вид) з водним розчинником; також називається сферою гідратації.