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2.16: Solventes
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2.16: Solvents

2.16: Solventes

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.

Um solvente é uma substância, na maioria das vezes um líquido, que pode dissolver outras substâncias. Aqui, a substância que está sendo dissolvida é chamada de soluto. Quando um solvente e um soluto se combinam, formam uma solução que, a nível molecular, é uma mistura homogênea tanto do solvente quanto do soluto. A água é um solvente biológico universal. Sua estrutura polar permite dissolver muitos outros compostos polares. A capacidade de dissolver a água é regida por um equilíbrio entre moléculas de água que se ligam umas às outras e ligam-se ao soluto.

Uma solução saturada contém a quantidade máxima de soluto dissolvível. Por exemplo, o sal (NaCl) é facilmente dissolvido em água para criar água salgada, ou soro fisiológico. Dissolve-se porque o sal se dissocia em seus respectivos íons de sódio (Na+) e cloreto (Cl-). A água é polar, então seu átomo de oxigênio, sendo ligeiramente negativo, é atraído pelos íons de sódio positivos. Várias moléculas de água podem se ligar a um único íon de sódio, criando uma esfera de hidratação. Da mesma forma, os átomos de hidrogênio da água são ligeiramente positivos e são atraídos pelos íons cloreto negativos, criando novamente uma esfera de hidratação em torno dos íons cloretos. Essas conchas de hidratação mantêm as partículas de soluto separadas e dispersas, criando uma solução.

Uma solução saturada de água salgada (à temperatura ambiente) contém cerca de 26% de cloreto de sódio. Se mais sal for adicionado, o excesso não pode ser dissolvido na solução e se torna um precipitado na parte inferior. O teor de sal do Great Salt Lake em Utah (EUA) varia de 5 a 27%. O Mar Morto, que faz fronteira com Israel, Jordânia e Cisjordânia, tem um teor de sal de ~34%. Isto é substancialmente maior do que o nível de saturação de sal na água. O excesso de sal precipita-se, criando formações extraordinárias de cristais de sal.

A solubilidade de um soluto, ou capacidade de dissolver-se na água, é crucial para as funções biológicas. Por exemplo, proteínas e aminoácidos devem ser dissolvidos para ter acesso às células. Da mesma forma, íons de sódio, cloreto, potássio e cálcio (entre outros) são necessários para a função celular. Proteínas, íons e outros nutrientes são dissolvidos no sangue, que é ~79% de água. Os rins ajudam a manter os níveis adequados desses solutos dissolvidos no sangue, removendo-os ou adicionando-os durante a filtragem, um processo chamado osmoregulação.

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