2.16: Растворители

Растворитель - это вещество, чаще всего жидкость, которое может растворять другие вещества. Здесь то вещество, которое помещают в растворитель, называется растворённым веществом. Когда растворитель и растворенное вещество объединяются, они образуют раствор, который на молекулярном уровне представляет собой гомогенную смесь как растворителя, так и растворенного вещества. Вода - универсальный биологический растворитель. Его полярная структура позволяет растворять многие другие полярные соединения. Способность воды растворяться регулируется балансом между молекулами воды, связывающимися друг с другом и связывающимися с растворенным веществом..

Насыщенный раствор содержит максимальное количество растворимых веществ. Например, соль (NaCl) легко растворяется в воде с образованием соленой воды или солевого раствора. Он растворяется, потому что соль диссоциирует на соответствующие ионы натрия (Na ⁺ ) и хлорида (Cl ^- ). Вода полярна, поэтому ее атом кислорода, будучи слегка отрицательным, притягивается к положительным ионам натрия. Несколько молекул воды могут связываться с одним ионом натрия, создавая сферу гидратации. Точно так же атомы водорода воды слегка положительны и притягиваются к отрицательным ионам хлора, снова создавая сферу гидратации вокруг ионов хлора. Эти гидратные оболочки удерживают частицы растворенного вещества разделенными и диспергированными, создавая раствор.

Насыщенный раствор соленой воды (комнатной температуры) содержит около 26% хлорида натрия. Если добавить больше соли, избыток не может раствориться в растворе и превратится в осадок на дне. Содержание соли в Большом Соленом озере в штате Юта (США) колеблется в пределах 5-27%. Мертвое море, граничащее с Израилем, Иорданией и Западным берегом, имеет содержание соли ~ 34%. Это существенно выше, чем уровень насыщения воды солью. Избыток соли выпадает в осадок, образуя необычные кристаллические образования соли.

Растворимость растворенного вещества или способность растворяться в воде имеет решающее значение для биологических функций. Например, белки и аминокислоты должны быть растворены, чтобы получить доступ к клеткам. Точно так же ионы натрия, хлорида, калия и кальция (среди прочего) необходимы для функционирования клеток. Белки, ионы и другие питательные вещества растворяются в крови, которая на ~ 79% состоит из воды. Почки помогают поддерживать надлежащий уровень этих растворенных веществ в крови, удаляя или добавляя их во время фильтрации. Этот процесс называется осморегуляцией.

Растворитель это любое вещество, которое растворяет другие молекулы, известные как растворимое вещество, которое растворяется. Например, вода, которой очень много внутри цитоплазмы клетки растворяет и доставляет множество питательных веществ, необходимых для выживания. Клеточная химия возможна из-за полярности воды.

Частичные положительные заряды находятся на атомах водорода, а малый отрицательный заряд на кислороде. Когда ионное соединение, например соль или хлорид натрия присутствует в растворе, индивидуальные ионы притягиваются больше к молекуле воды, чем к себе подобным, формируя водородные связи. Теперь вода окружает частицы, создавая оболочку.

Сфера гидратации сохраняет растворённое вещество рассредоточенным в виде однородной смеси, называемой раствором.