Γιατί το νερό ονομάζεται παγκόσμιος διαλύτης;

Μπορεί να ακούσετε νερό που ονομάζεται γενικός διαλύτης. Ακολουθεί μια ματιά στο εάν αυτό είναι αλήθεια και γιατί το νερό είναι τόσο καλό στη διάλυση άλλων ενώσεων.

Η πολικότητα κάνει το νερό εξαιρετικό διαλύτη

Το νερό διαλύει περισσότερες ενώσεις από οποιονδήποτε άλλο διαλύτη. Ο μεγαλύτερος λόγος που το νερό είναι εξαιρετικός διαλύτης είναι επειδή είναι ένα πολικό μόριο. Αυτό σημαίνει ότι το νερό είναι ένα ουδέτερο άτομο, αλλά ένα μέρος έχει μερικό θετικό φορτίο και ένα άλλο μέρος έχει μερικό αρνητικό φορτίο. Ένα μόριο νερού έχει λυγισμένο σχήμα με γωνία 104,5 μοιρών μεταξύ των δύο ατόμων υδρογόνου, που προκαλεί την πολικότητα. Τα δύο άτομα υδρογόνου κάθε μορίου νερού έχουν μερικό θετικό φορτίο, ενώ το άτομο οξυγόνου έχει μερικό αρνητικό φορτίο. Τα πολικά μόρια διαλύονται εύκολα στο νερό επειδή το θετικό μέρος του πολικού μορίου έλκεται από το άτομο οξυγόνου, ενώ το αρνητικό μέρος έλκεται από το άτομο υδρογόνου.

Εκτός από την πολικότητα, το νερό είναι ένας εξαιρετικός διαλύτης επειδή είναι αμφοτερικό. Αυτό σημαίνει ότι το νερό μπορεί να λειτουργήσει και ως οξύ και ως βάση. Ο αμφοτερισμός κάνει το νερό καλύτερο διαλύτη από τα περισσότερα άλλα πολικά μόρια.

Παράδειγμα:Διάλυση αλατιού στο νερό

Για παράδειγμα, σκεφτείτε πώς διαλύεται το συνηθισμένο επιτραπέζιο αλάτι (NaCl) στο νερό. Το αλάτι είναι μια ιοντική ένωση που διαλύεται σε ένα ιόν νατρίου (Na) και ένα ιόν χλωρίου (Cl). Όταν ανακατεύετε το αλάτι στο νερό, τα μόρια του νερού προσανατολίζονται έτσι ώστε τα αρνητικά φορτισμένα άτομα οξυγόνου να αντιμετωπίζουν τα θετικά φορτισμένα άτομα νατρίου στο αλάτι, ενώ τα θετικά φορτισμένα άτομα υδρογόνου αντιμετωπίζουν τα αρνητικά φορτισμένα άτομα χλωρίου. Ο ιονικός δεσμός είναι ένας ισχυρός χημικός δεσμός, αλλά η δράση όλων των μορίων του νερού είναι αρκετή για να απομακρύνει τα άτομα νατρίου και χλωρίου. Μόλις διαχωριστούν, τα ιόντα κατανέμονται ομοιόμορφα και σχηματίζουν ένα χημικό διάλυμα.

Αυτό αναδεικνύει ένα σημαντικό σημείο σχετικά με τους διαλύτες. Η δραστηριότητά τους εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Αν προσθέσετε αλάτι στο παγωμένο νερό, πολύ λίγο διαλύεται. Εάν προσθέσετε αλάτι στο βραστό νερό, διαλύεται πολύ περισσότερο αλάτι. Η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως αυξάνει την αποτελεσματικότητα ενός διαλύτη επειδή αυξάνει την κινητική ενέργεια των σωματιδίων. Περισσότερη κινητική ενέργεια έχει ως αποτέλεσμα περισσότερη αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων, επομένως η διάλυση γίνεται πιο γρήγορα.

Γιατί το νερό δεν είναι πραγματικά παγκόσμιος διαλύτης

Το νερό διαλύει πολικά μόρια, όπως άλατα, σάκχαρα, πολλά αέρια, πρωτεΐνες, απλές αλκοόλες και DNA. Ωστόσο, δεν είναι ένας γενικός διαλύτης, επειδή δεν μπορεί να διαλύσει υδρόφοβα ή μη πολικά μόρια, όπως λίπη, έλαια, ορισμένα υδροξείδια και τα περισσότερα οξείδια μετάλλων, πυριτικά άλατα και σουλφίδια.

Δεν υπάρχει πραγματικός γενικός διαλύτης. Οι αλχημιστές αναζήτησαν μια τέτοια ένωση, την οποία ονόμασαν αλκαχέστη. Ένα πρόβλημα με έναν γενικό διαλύτη θα ήταν η ικανότητά του να διαλύει οποιοδήποτε δοχείο. Οι αλχημιστές ξεπέρασαν αυτό το ζήτημα λέγοντας ότι η αλκαχέστη μπορούσε να διαλύσει μόνο ενώσεις και όχι στοιχεία. Φυσικά, τέτοια ουσία δεν υπάρχει, αλλά οι αλχημιστές βρήκαν χρήσιμους διαλύτες, όπως η καυστική ποτάσα σε αλκοόλ.

Αναφορές

• Ball, Philip (2001). Life’s Matrix:A Biography of Water (1η έκδ.). Farrar, Straus και Giroux. ISBN 9780520230088.
• Campbell, Neil A.; Μπραντ Γουίλιαμσον; Robin J. Heyden (2006). Βιολογία:Εξερευνώντας τη ζωή . Βοστώνη, Μασαχουσέτη:Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7.
• Franks, Felix (2007). Water :A Matrix of Life (2η έκδ.). Royal Society of Chemistry. ISBN 9781847552341.