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.
