cel nauki
- wyjaśnij, dlaczego niektóre cząsteczki nie rozpuszczają się w wodzie.
kluczowe punkty
- woda dysocjuje sole, oddzielając kationy i aniony i tworząc nowe interakcje między wodą i jonami.
- woda rozpuszcza wiele biomolekuł, ponieważ są one polarne, a zatem hydrofilowe.,
terminy
- dysocjacja proces, w którym związek lub ciało złożone rozpada się na prostsze składniki, takie jak atomy lub jony, Zwykle odwracalnie.
- powłoka hydratacyjnadane powłoka solwatacyjna (struktura złożona z substancji chemicznej, która działa jako rozpuszczalnik i otacza rozpuszczony gatunek) z rozpuszczalnikiem wodnym; określana również jako kula hydratacyjna.
przykłady
- cukier, chlorek sodu i białka hydrofilowe to wszystkie substancje rozpuszczające się w wodzie.,
- oleje, tłuszcze i niektóre rozpuszczalniki organiczne nie rozpuszczają się w wodzie, ponieważ są hydrofobowe.
właściwości rozpuszczalnikowe wody
woda, która nie tylko rozpuszcza wiele związków, ale także rozpuszcza więcej substancji niż jakikolwiek inny płyn, jest uważana za uniwersalny rozpuszczalnik. Cząsteczka polarna z ładunkami częściowo dodatnimi i ujemnymi, łatwo rozpuszcza jony i cząsteczki polarne. Woda jest zatem określana jako rozpuszczalnik: substancja zdolna do rozpuszczania innych polarnych cząsteczek i związków jonowych., Ładunki związane z tymi cząsteczkami tworzą wiązania wodorowe z wodą, otaczając cząsteczkę cząsteczkami wody. Jest to określane jako kula uwodnienia lub powłoka uwodnienia i służy do utrzymywania cząstek oddzielonych lub rozproszonych w wodzie.
Kiedy związki jonowe są dodawane do wody, poszczególne jony oddziałują z polarnymi rejonami cząsteczek wody podczas procesu dysocjacji, zakłócając ich wiązania jonowe. Dysocjacja zachodzi, gdy atomy lub grupy atomów odrywają się od cząsteczek i tworzą jony., Rozważmy sól kuchenną (NaCl lub chlorek sodu): gdy kryształy NaCl są dodawane do wody, cząsteczki NaCl dysocjują do jonów na+ i CL, a wokół jonów tworzą się kule uwodnienia. Dodatnio naładowany jon sodu jest otoczony częściowo ujemnym ładunkiem tlenu cząsteczki wody; Ujemnie naładowany jon chlorkowy jest otoczony częściowo dodatnim ładunkiem wodoru w cząsteczce wody.,
ponieważ wiele biomolekuł jest polarnych lub naładowanych, woda łatwo rozpuszcza te związki hydrofilowe. Woda jest słabym rozpuszczalnikiem dla cząsteczek hydrofobowych, takich jak lipidy., Cząsteczki niepolarne doświadczają oddziaływań hydrofobowych w wodzie: woda zmienia swoje wzorce wiązania wodorowego wokół hydrofobowych cząsteczek, tworząc strukturę przypominającą klatkę zwaną klatratem. Ta zmiana wzoru wiązania wodorowego rozpuszczalnika wodnego powoduje, że ogólna Entropia układu znacznie się zmniejsza, ponieważ cząsteczki stają się bardziej uporządkowane niż w ciekłej wodzie. Termodynamicznie tak duży spadek entropii nie jest spontaniczny, a hydrofobowa cząsteczka nie rozpuści się.