Obiettivo di apprendimento
- Spiegare perché alcune molecole non si dissolvono in acqua.
Punti chiave
- L’acqua dissocia i sali separando i cationi e gli anioni e formando nuove interazioni tra l’acqua e gli ioni.
- L’acqua scioglie molte biomolecole, perché sono polari e quindi idrofile.,
Termini
- dissociazionEil processo mediante il quale un corpo composto o complesso si rompe in costituenti più semplici come atomi o ioni, di solito in modo reversibile.
- guscio di idratazioneil termine dato a un guscio di solvatazione (una struttura composta da una sostanza chimica che agisce come un solvente e circonda una specie di soluto) con un solvente d’acqua; indicato anche come sfera di idratazione.
Esempi
- Zucchero, cloruro di sodio e proteine idrofile sono tutte sostanze che si dissolvono in acqua.,
- Oli, grassi e alcuni solventi organici non si dissolvono in acqua perché sono idrofobi.
Proprietà del solvente dell’acqua
L’acqua, che non solo scioglie molti composti ma scioglie anche più sostanze di qualsiasi altro liquido, è considerata il solvente universale. Una molecola polare con cariche parzialmente positive e negative, dissolve facilmente ioni e molecole polari. L’acqua è quindi indicata come solvente: una sostanza in grado di sciogliere altre molecole polari e composti ionici., Le cariche associate a queste molecole formano legami idrogeno con l’acqua, circondando la particella con molecole d’acqua. Questo è indicato come una sfera di idratazione, o un guscio di idratazione, e serve a mantenere le particelle separate o disperse nell’acqua.
Quando i composti ionici vengono aggiunti all’acqua, i singoli ioni interagiscono con le regioni polari delle molecole d’acqua durante il processo di dissociazione, interrompendo i loro legami ionici. La dissociazione si verifica quando atomi o gruppi di atomi si staccano dalle molecole e formano ioni., Considerare il sale da cucina (NaCl o cloruro di sodio): quando i cristalli di NaCl vengono aggiunti all’acqua, le molecole di NaCl si dissociano in ioni Na+ e Cl e le sfere di idratazione si formano attorno agli ioni. Lo sodium sodio caricato positivamente è circondato dalla carica parzialmente negativa dell’ossigeno della molecola d’acqua; lo chloride cloruro caricato negativamente è circondato dalla carica parzialmente positiva dell’idrogeno nella molecola d’acqua.,
Poiché molte biomolecole sono polari o cariche, l’acqua scioglie prontamente questi composti idrofili. L’acqua è un solvente povero, tuttavia, per le molecole idrofobiche quali i lipidi., Le molecole non polari sperimentano interazioni idrofobiche nell’acqua: l’acqua cambia i suoi modelli di legame dell’idrogeno attorno alle molecole idrofobiche per produrre una struttura simile a una gabbia chiamata clatrato. Questo cambiamento nel modello di legame dell’idrogeno del solvente dell’acqua fa sì che l’entropia complessiva del sistema diminuisca notevolmente, poiché le molecole diventano più ordinate rispetto all’acqua liquida. Termodinamicamente, una diminuzione così grande dell’entropia non è spontanea e la molecola idrofoba non si dissolverà.