inlärningsmål
- förklara varför vissa molekyler inte löser sig i vatten.
viktiga punkter
- vatten dissocierar salter genom att separera katjoner och anjoner och bilda nya interaktioner mellan vatten och joner.
- vatten löser upp många biomolekyler, eftersom de är polära och därför hydrofila.,
villkor
- dissociationprocessen genom vilken en förening eller komplex kropp bryter upp i enklare beståndsdelar som atomer eller joner, vanligtvis reversibelt.
- hydration shelltermen ges till ett solvationskal (en struktur som består av en kemikalie som fungerar som lösningsmedel och omger en lösningsart) med ett vattenlösningsmedel; även kallad en hydrationssfär.
exempel
- socker, natriumklorid och hydrofila proteiner är alla ämnen som löses upp i vatten.,
- oljor, fetter och vissa organiska lösningsmedel löses inte upp i vatten eftersom de är hydrofoba.
vattens lösningsegenskaper
vatten, som inte bara löser upp många föreningar utan också löser upp fler ämnen än någon annan vätska, anses vara det universella lösningsmedlet. En polär molekyl med delvis positiva och negativa laddningar löser det lätt joner och polära molekyler. Vatten kallas därför som lösningsmedel: ett ämne som kan lösa upp andra polära molekyler och jonföreningar., Avgifterna i samband med dessa molekyler bildar vätebindningar med vatten, som omger partikeln med vattenmolekyler. Detta kallas en sfär av hydratisering, eller ett hydratiseringsskal, och tjänar till att hålla partiklarna separerade eller dispergerade i vattnet.
När jonföreningar tillsätts till vatten interagerar enskilda joner med vattenmolekylernas polära områden under dissociationsprocessen och stör deras jonbindningar. Dissociation uppstår när atomer eller grupper av atomer bryts av från molekyler och bildar joner., Tänk på bordsalt (NaCl eller natriumklorid): när NaCl– kristaller läggs till vatten, dissocierar molekylerna av NaCl till Na+ och Cl-joner och hydreringsområden bildas runt jonerna. Den positivt laddade natriumjonen är omgiven av den delvis negativa laddningen av vattenmolekylens syre; den negativt laddade kloridjonen är omgiven av den delvis positiva laddningen av väte i vattenmolekylen.,
eftersom många biomolekyler är antingen polära eller laddade, löser vatten lätt upp dessa hydrofila föreningar. Vatten är ett dåligt lösningsmedel för hydrofoba molekyler som lipider., Nonpolära molekyler upplever hydrofoba interaktioner i vatten: vattnet ändrar sina vätebindningsmönster runt de hydrofoba molekylerna för att producera en burliknande struktur som kallas ett klatrat. Denna förändring i väte-bindningsmönstret av vattenlösningsmedlet orsakar systemets totala entropi att kraftigt minska, eftersom molekylerna blir mer beställda än i flytande vatten. Termodynamiskt är en sådan stor minskning av entropi inte spontan, och den hydrofoba molekylen kommer inte att lösa upp.