A víz, mint oldószer
Alapjai Biokémiai. fizikai kémia
A víz, mint oldószer
Az egyedülálló tulajdonságai a víz H2 O nyilvánvalóak, ha összehasonlítjuk a metán (CH4). Mindkét molekula azonos súlyú és méretű. Mindazonáltal a víz forráspontja 250 ° C-kal magasabb, mint a forráspontja metán. Ennek eredményeképpen, a víz felszínén a föld egy folyékony, és a metán - a gáz halmazállapotú. A magas forráspontú következménye a nagy fajlagos párolgási hője, ami viszont okozta egyenetlen eloszlása elektronsűrűség a vízmolekula. A víz molekula formájában egy tetraéder közepén, amely egy oxigénatom. Két csúcsot a tetraéder által elfoglalt szabad elektron pár oxigénatom (zöld), és a másik két - a hidrogénatom. Ezért, a H-O-H kötések szögben egymáshoz. Továbbá, mivel a magas elektronegativitása az oxigén atomok O-H kötés poláros (lásd. P. 14). A hidrogéneket hordoznak parciális pozitív töltéssel rendelkezik körülbelül 0,4, és oxigénatom - részlegesen negatív töltéssel körülbelül 0,6, azaz, egy vízmolekula van egy elektromos dipól .. Ezért, egy molekula víz, mint egy kis mágnes vonzza képződése miatt a hidrogén hidak (B) négy molekula (lásd. P. 14). Amikor a víz elpárolog, a pusztítás ztih számos hidrogénkötések igényel sok energiát. metán-poláris molekuláknak, dipólusok, és nem a viszonylag gyengén hatnak egymásra. Emiatt folyékony metán bepároljuk nagyon alacsony hőmérsékleten.
B. Felépítés víz és jég
A bipoláris vízmolekula-struktúra kialakulásának kedvez hidrogén kötések (lásd. P. 14). Ebben az esetben minden egyes molekula tulajdonságait mutassa mind a donor, és a hidrogén-akceptor. Ezért sok molekula vizet folyékony állapotban kapcsolódnak hidrogén „hidak” (csatlakozások) (1). ahol a kapott társult dinamikus egyensúlyban vannak. Gyakran képződnek tetraéderes struktúrák, úgynevezett „klaszterek” víz (2). Amikor a hőmérséklet csökken az aránya a klaszterek növeli egészen a kristályosodás megkezdődése. Normál légköri nyomáson, vízzel kristályosodik át 0 ° C-on a legtöbb a vízmolekulák vannak beágyazva egy hexagonális rács (3). Mivel a szilárd állapotban, a távolság a molekulák átlagosan magasabb, mint a folyékony, jég sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége. Ez a tulajdonság a víz nagyon fontos az ökológiai értelemben, ha csak azért, mert a téli jégréteg képződik, és csak ritkán fagy az aljára a felszíni vizekben.
Ellentétben a legtöbb más folyadék víz ideális oldószer disszociáláskor anyagok. Az elektromos tér egy adott ion, a vízmolekulák egy szabályos szerkezetet összhangban az ion töltése. Ez a hidrát burok leárnyékolja a ion ellenkező töltésű ionok. A víz magas a dielektromos állandója permeabilitás (78), azaz a vízben elektrosztatikus vonzás két ellentétes töltésű ionok csökken mintegy 80-szor (1/78). A vízmolekulák a belső szférában található, közvetlenül mellette az ion lényegében immobilizálva (csatolt ion), és együtt mozog a központi ion. Ez könnyen oldódik vízben és semleges vegyületek több hidroxil-csoportok, mint például a glicerin (az ábrán a bal oldalon), vagy a cukrok, mivel ezek képesek hidrogénkötést alkotnak oldószer-molekulákat.