2.16: Solventi

Un solvente è una sostanza, il più delle volte un liquido, che può sciogliere altre sostanze. Qui, la sostanza che si sta sciogliendo è chiamata soluto. Quando un solvente e un soluto si combinano, formano una soluzione che, a livello molecolare, è una miscela omogenea sia del solvente che del soluto. L’acqua è un solvente biologico universale. La sua struttura polare gli permette di sciogliere molti altri composti polari. La capacità dell’acqua di sciogliersi è regolata da un equilibrio tra molecole d’acqua che si legano tra loro e si legano al soluto.

Una soluzione satura contiene la quantità massima di soluto dissolubile. Ad esempio, il sale (NaCl) viene facilmente disciolto in acqua per creare acqua salata o salina. Si dissolve perché il sale dissocia nei suoi rispettivi ioni sodio^(Na) e cloruro (Cl^–). L’acqua è polare, quindi il suo atomo di ossigeno, essendo leggermente negativo, è attratto dagli ioni di sodio positivi. Diverse molecole d’acqua possono legarsi a un singolo ione di sodio, creando una sfera di idratazione. Allo stesso modo, gli atomi di idrogeno dell’acqua sono leggermente positivi e sono attratti dagli ioni cloruro negativi, creando nuovamente una sfera di idratazione intorno agli ioni cloruro. Questi gusci di idratazione mantengono le particelle solute separate e disperse, creando una soluzione.

Una soluzione satura di acqua salata (a temperatura ambiente) contiene circa il 26% di cloruro di sodio. Se viene aggiunto più sale, l’eccesso non può essere disciolto nella soluzione e diventa un precipitato sul fondo. Il contenuto di sale del Grande Lago Salato nello Utah (USA) varia dal 5 al 27%. Il Mar Morto, confinante con Israele, Giordania e Cisgiordania, ha un contenuto di sale del 34%. Questo è sostanzialmente superiore al livello di saturazione del sale in acqua. Il sale in eccesso precipita fuori, creando straordinarie formazioni di cristallo di sale.

La solubilità di un solubilità, o capacità di dissolversi in acqua, è cruciale per le funzioni biologiche. Ad esempio, le proteine e gli amminoacidi devono essere disciolti per ottenere l’accesso alle cellule. Allo stesso modo, sodio, cloruro, potassio, e ioni di calcio (tra gli altri) sono necessari per la funzione cellulare. Proteine, ioni e altri nutrienti vengono disciolti nel sangue, che è acqua del 79%. I reni aiutano a mantenere i livelli appropriati di questi soluti disciolti nel sangue rimuovendoli o aggiungendoli durante la filtrazione, un processo chiamato osmoregolazione.