Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.16: Oplosmiddelen
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Solvents
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT

2.16: Solvents

2.16: Oplosmiddelen

A solvent is a substance, most often a liquid, that can dissolve other substances. Here, the substance being dissolved is called a solute. When a solvent and a solute combine, they form a solution that, at the molecular level, is a homogenous mixture of both the solvent and the solute. Water is a universal biological solvent. Its polar structure allows it to dissolve many other polar compounds. The ability of water to dissolve is governed by a balance between water molecules binding to each other and binding to the solute.

A saturated solution contains the maximum amount of dissolvable solute. For example, salt (NaCl) is readily dissolved in water to create salt water, or saline. It dissolves because salt dissociates into its respective ions sodium (Na+) and chloride (Cl-). Water is polar, so its oxygen atom, being slightly negative, is attracted to the positive sodium ions. Several water molecules can bind to a single sodium ion, creating a sphere of hydration. Likewise, water’s hydrogen atoms are slightly positive and are attracted to the negative chloride ions, again creating a sphere of hydration around the chloride ions. These hydration shells keep the solute particles separated and dispersed, creating a solution.

A saturated solution of salt water (at room temperature) contains about 26% sodium chloride. If more salt is added, the excess cannot be dissolved into the solution and becomes a precipitate at the bottom. The salt content of the Great Salt Lake in Utah (USA) ranges from 5-27%. The Dead Sea, which is bordered by Israel, Jordan, and the West Bank, has a salt content of ~34%. This is substantially higher than the saturation level of salt in water. The excess salt precipitates out, creating extraordinary salt crystal formations.

A solute’s solubility, or ability to dissolve in water, is crucial for biological functions. For example, proteins and amino acids must be dissolved to gain access to cells. Likewise, sodium, chloride, potassium, and calcium ions (among others) are necessary for cellular function. Proteins, ions and other nutrients are dissolved in the blood, which is ~79% water. The kidneys help maintain the proper levels of these dissolved solutes in the blood by removing or adding them during filtration, a process called osmoregulation.

Een oplosmiddel is een stof, meestal een vloeistof, die andere stoffen kan oplossen. Hier wordt de stof die wordt opgelost een opgeloste stof genoemd. Wanneer een oplosmiddel en een opgeloste stof worden gecombineerd, vormen ze een oplossing die, op moleculair niveau, een homogeen mengsel is van zowel het oplosmiddel als de opgeloste stof. Water is een universeel biologisch oplosmiddel. Door zijn polaire structuur kan het veel andere polaire verbindingen oplossen. Het vermogen van water om op te lossen wordt bepaald door een evenwicht tussen watermoleculen die aan elkaar binden en aan de opgeloste stof.

Een verzadigde oplossing bevat de maximale hoeveelheid oplosbare opgeloste stof. Zout (NaCl) wordt bijvoorbeeld gemakkelijk opgelost in water om zout water of zoutoplossing te maken. Het lost op omdat zout dissocieert in zijn respectievelijke ionen natrium (Na + ) en chloride (Cl - ). Water is polair, dus het zuurstofatoom, dat enigszins negatief is, wordt aangetrokken door de positieve natriumionen. Verschillende watermoleculen kunnen binden aan een enkel natriumion, waardoor een bol van h ontstaatydration. Evenzo zijn de waterstofatomen van water enigszins positief en worden ze aangetrokken door de negatieve chloride-ionen, waardoor opnieuw een hydratatiesfeer ontstaat rond de chloride-ionen. Deze hydratatieschalen houden de opgeloste deeltjes gescheiden en verspreid, waardoor een oplossing ontstaat.

Een verzadigde oplossing van zout water (op kamertemperatuur) bevat ongeveer 26% natriumchloride. Als er meer zout wordt toegevoegd, kan de overmaat niet in de oplossing worden opgelost en wordt het een neerslag op de bodem. Het zoutgehalte van het Great Salt Lake in Utah (VS) varieert van 5-27%. De Dode Zee, die wordt begrensd door Israël, Jordanië en de Westelijke Jordaanoever, heeft een zoutgehalte van ~ 34%. Dit is aanzienlijk hoger dan het verzadigingsniveau van zout in water. Het overtollige zout slaat neer, waardoor buitengewone zoutkristallen ontstaan.

De oplosbaarheid van een opgeloste stof, of het vermogen om op te lossen in water, is cruciaal voor biologische functies. Eiwitten en aminozuren moeten bijvoorbeeld worden opgelost om toegang te krijgen tot cElls. Evenzo zijn natrium-, chloride-, kalium- en calciumionen (onder andere) nodig voor de cellulaire functie. Eiwitten, ionen en andere voedingsstoffen worden opgelost in het bloed, dat voor ~ 79% uit water bestaat. De nieren helpen de juiste niveaus van deze opgeloste stoffen in het bloed te behouden door ze tijdens de filtratie te verwijderen of toe te voegen, een proces dat osmoregulatie wordt genoemd.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter