2.16: Solvants
Un solvant est une substance, le plus souvent un liquide, qui peut dissoudre d’autres substances. Ici, la substance dissoute s’appelle un soluté. Lorsqu’un solvant et un soluté se mélangent, ils forment une solution qui, au niveau moléculaire, est un mélange homogène du solvant et du soluté. L’eau est un solvant biologique universel. Sa structure polaire lui permet de dissoudre de nombreux autres composés polaires. La capacité de l’eau à dissoudre est régie par un équilibre entre les molécules d’eau qui se lient les unes aux autres et se lient au soluté.
Une solution saturée contient la quantité maximale de soluté pouvant être dissoute. Par exemple, le sel (NaCl) est facilement dissous dans l’eau pour créer de l’eau salée, ou saline. Il se dissout parce que le sel se dissocie en ses ions respectifs sodium (Na+) et chlorure (Cl-). L’eau est polaire, de sorte que son atome d’oxygène, étant légèrement négatif, est attiré par les ions sodium positifs. Plusieurs molécules d’eau peuvent se lier à un seul ion sodium, créant une sphère d’hydratation. De même, les atomes d’hydrogène de l’eau sont légèrement positifs et sont attirés par les ions chlorure négatifs, créant une sphère d’hydratation autour des ions chlorure. Ces couches d’hydratation maintiennent les particules de soluté séparées et dispersées, créant ainsi une solution.
Une solution saturée d’eau salée (à température ambiante) contient environ 26 % de chlorure de sodium. Si du sel est rajouté, l’excès ne peut pas être dissous dans la solution et se transforme en précipité au fond. La teneur en sel du Grand Lac Salé dans l’Utah (États-Unis) varie de 5 à 27 %. La mer Morte, qui est bordée par Israël, la Jordanie et la Cisjordanie, a une teneur en sel d’environ 34 %. C’est beaucoup plus élevé que le niveau de saturation en sel dans l’eau. L’excès de sel précipite, créant d’extraordinaires formations de cristaux de sel.
La solubilité d’un soluté, ou sa capacité à se dissoudre dans l’eau, est essentielle pour les fonctions biologiques. Par exemple, les protéines et les acides aminés doivent être dissous pour avoir accès aux cellules. De même, les ions sodium, chlorure, potassium et calcium (entre autres) sont nécessaires pour la fonction cellulaire. Les protéines, les ions et autres nutriments sont dissous dans le sang, qui est constitué d’environ 79 % d’eau. Les reins aident à maintenir des niveaux appropriés de ces solutés dissous dans le sang en les éliminant ou en les ajoutant pendant la filtration, un processus qui s’appelle osmorégulation.
