Lernziel
- Erklären Sie, warum sich einige Moleküle nicht in Wasser auflösen.
Schlüsselpunkte
- Wasser dissoziiert Salze, indem es die Kationen und Anionen trennt und neue Wechselwirkungen zwischen Wasser und Ionen bildet.
- Wasser löst viele Biomoleküle auf, weil sie polar und damit hydrophil sind.,
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- dissoziationDer Prozess, durch den eine Verbindung oder ein komplexer Körper in einfachere Bestandteile wie Atome oder Ionen zerfällt, normalerweise reversibel.
- Hydratationshüllder Begriff für eine Solvationshülle (eine Struktur, die aus einer Chemikalie besteht, die als Lösungsmittel wirkt und eine gelöste Spezies umgibt) mit einem Wasserlösungsmittel; auch als Hydratationssphäre bezeichnet.
Beispiele
- Zucker, Natriumchlorid und hydrophile Proteine sind alles Substanzen, die sich in Wasser auflösen.,
- Öle, Fette und bestimmte organische Lösungsmittel lösen sich nicht in Wasser auf, da sie hydrophob sind.
Lösungsmitteleigenschaften von Wasser
Wasser, das nicht nur viele Verbindungen löst, sondern auch mehr Substanzen löst als jede andere Flüssigkeit, gilt als universelles Lösungsmittel. Ein polares Molekül mit teilweise positiven und negativen Ladungen löst Ionen und polare Moleküle leicht auf. Wasser wird daher als Lösungsmittel bezeichnet: eine Substanz, die andere polare Moleküle und ionische Verbindungen auflösen kann., Die mit diesen Molekülen verbundenen Ladungen bilden Wasserstoffbindungen mit Wasser und umgeben das Teilchen mit Wassermolekülen. Dies wird als Hydratationssphäre oder Hydratationshülle bezeichnet und dient dazu, die Partikel im Wasser getrennt oder dispergiert zu halten.
Wenn ionische Verbindungen zu Wasser hinzugefügt werden, interagieren einzelne Ionen während des Dissoziationsprozesses mit den polaren Regionen der Wassermoleküle und stören ihre Ionenbindungen. Dissoziation tritt auf, wenn Atome oder Gruppen von Atomen von Molekülen abbrechen und Ionen bilden., Betrachten Sie Speisesalz (NaCl oder Natriumchlorid): Wenn NaCl– Kristalle zu Wasser gegeben werden, dissoziieren die Moleküle von NaCl in Na+ – und Cl-Ionen, und um die Ionen bilden sich Hydratationskugeln. Das positiv geladene Natriumion ist von der teilweise negativen Ladung des Sauerstoffs des Wassermoleküls umgeben; Das negativ geladene Chloridion ist von der teilweise positiven Ladung des Wasserstoffs im Wassermolekül umgeben.,
Da viele Biomoleküle entweder polar oder geladen sind, löst Wasser diese hydrophilen Verbindungen leicht auf. Wasser ist jedoch ein schlechtes Lösungsmittel für hydrophobe Moleküle wie Lipide., Unpolare Moleküle erleben hydrophobe Wechselwirkungen in Wasser: Das Wasser ändert seine Wasserstoffbindungsmuster um die hydrophoben Moleküle herum, um eine käfigartige Struktur namens Clathrat zu erzeugen. Diese Änderung des Wasserstoffbindungsmusters des Wasserlösungsmittels bewirkt, dass die Gesamtentropie des Systems stark abnimmt, da die Moleküle geordneter werden als in flüssigem Wasser. Thermodynamisch ist eine so große Abnahme der Entropie nicht spontan und das hydrophobe Molekül löst sich nicht auf.