Proč je voda “ univerzálním ” rozpouštědlem?

Chcete-li přímo zjistit, odkud fráze pochází:

Voda se nazývá „univerzální rozpouštědlo “, protože rozpouští více látek než jakákoli jiná kapalina. – USGS

Jaké jsou ideální vlastnosti rozpouštědla?

Sílu rozpouštědla lze přičíst síle jeho mezimolekulárních sil, jako jsou londýnské síly, dipól-dipólové síly, iontem indukovaný dipól a vodíkové vazby. To jsou přitažlivé a odporné síly. K solvataci dochází, když je molekula obklopena rozpouštědlem, takže pokud existují silné mezimolekulární síly, dojde k silnější solvataci.

Vodíková vazba

Voda využívá vodíkovou vazbu, typ mezimolekulární síly, k níž dochází, když je vodík přitahován k elektronegativním atomům dusíku, kyslíku nebo fluoru. Vodíková vazba je nejsilnější mezimolekulární silou.

hydrofobie

voda je skvělá rozpouštědlo pro hydrofilní molekuly, ale hydrofobní molekuly nejsou podle definice vodou snadno narušitelné. Tím se vytváří jasná výjimka z myšlenky „Universal Solvent“. Nečetl jsem žádnou literaturu, která by tvrdila, že je skutečně nejlepším rozpouštědlem, ale funguje dobře v mnoha chemických situacích.

TL; DR: Voda je neuvěřitelně snadná a snadno se s ní pracuje.

Plně

Voda je dobrým rozpouštědlem pro polární sloučeniny ^{[citace je nutná]} a důvody pro to docela dobře vysvětluje John Snow , ale to není to, co z něj dělá univerzální rozpouštědlo.

Místo toho je díky řadě dalších náhodných vlastností populární volbou:

Dostupnost

Existuje spousta vody ^{[citace je nutná]} . Doslova padá z nebe. To znamená, že pro většinu aplikací je to absolutně nejlevnější dostupné rozpouštědlo.

Reaktivita

Voda je přiměřeně stabilní molekula. Očekává se, že jen málo věcí, které můžete ve vodě rozpustit, bude s ní významně reagovat. Nebude snadno hořet ani nespalovat, a to ani ve formě par, a jeho vysoká tepelná kapacita a prevalence (viz výše) znamená, že dokáže účinně uhasit většinu běžných reakcí, které mohou nastat, jako jsou požáry (někdy dochází k přidávání vody do oheň je špatný nápad, zvláště možná v laboratoři, ale i v těchto případech lze problém vyřešit přidáním hodně vody).

Toxicita

Na rozdíl od některých jiných běžných rozpouštědel není voda toxická ^{[citace nutná]} a nepředstavuje biologické ani ekologické riziko. To znamená, že nepoužité rozpouštědlo lze zlikvidovat bez zvláštních opatření a pokud solut lze zlikvidovat triviálně, rozpouštědlo také.

Čistota a stabilita

Voda je všude ^{[citace nutná]} , což jí dává další jedinečnou vlastnost : Na rozdíl od mnoha jiných rozpouštědel voda „neabsorbuje“ vodní vodní páru, což samozřejmě snižuje její čistotu. (Samozřejmě si stále vyměňuje vodu s atmosférickými parami, ale výrazně to nezmění její složení.)

Destilovaná 100% voda zůstane víceméně čistá, pokud se něco aktivně nepřidá. k němu, což, i když není jedinečné, je užitečné a poněkud neobvyklé. Molekuly vody se také nebudou za většiny rozumných podmínek spontánně rozkládat.

Provozní teploty

Voda je kapalná při širokém rozmezí teplot od 0 ° C do 100 ° C. Za laboratorních podmínek ~ 1 atm a 20 – 25 ° C je voda dobře vychovanou a praktickou kapalinou.

Navíc, zatímco kapalná fáze je k dispozici při širokém rozmezí teplot, pevné a plynné skupenství není mimo dosah při použití i extrémně základního vybavení. Ochlazování vody hluboko pod bod mrazu, řekněme -18 ° C, nebo k varu, jsou všední činnosti, a to pomocí vybavení, které je k dispozici nejen v každé laboratoři, ale dokonce i ve většině domácností.

Stručně řečeno …

Voda není vždy tím nejlepším nástrojem pro práci, ale téměř vždy je dobrá nebo skvělá, alespoň při práci s polárními sloučeninami. Běžnou alternativou k vodě je ethylalkohol, který má podobné polární vlastnosti a provozní teploty, ale etanol má slabosti v ostatních zde zmíněných kategoriích, tj. Jeho reaktivita, absorpce vodní páry a jeho cena.

Komentáře

• @Babounet: Nedostatek čisté vody. Problém není ‚ obvykle dostat vodu, ale ‚ ji zužitkovává. Obecná vylepšení sanitace a dostupnost levných metod odsolování a čištění již tento problém pomáhají vyřešit, kromě toho je otázka nerovnosti vody nad rámec tohoto místa. Může se samozřejmě politizovat cokoli, ale někdy je dobré ‚ rychle se vydechnout, aby zvážil, zda by měl .
• Ano, souhlasím, že jste odpověděli na otázku. Ale myslím si, že některá z vašich tvrzení mohou být mírně zavádějící.
• Lede naznačuje, že schopnost vody ‚ jako rozpouštědla je irelevantní, což neplatí, a to univerzální rozpouštědlo jako “ schopné rozpustit cokoli “ není součástí významu ani použití fráze, což také není tento případ.
• Ano, kromě toho, že je důvod, proč je fráze vůbec použita, spíše než ten, který je přesnější , je kvůli historii.
• Ano, je to předvědecká historie, která není relevantní téměř pro všechno. Až na to, víte, otázky o zvyklostech a významech frází, které vycházejí přímo z této historie. Jak už máte, znamená to, že fráze “ univerzální rozpouštědlo “ použitá ve vodě je zcela oddělena od fráze ‚ s historií a nemá nic společného s dřívějším významem, ačkoli ve skutečnosti jediným důvodem, proč fráze existuje nebo se vůbec používá, je dřívější použití. Znalosti o historii a původu jsou užitečné. Vaše odpověď a argumentace zde naznačují, že bychom měli zapomenout, že historie existuje. Nesouhlasím.

Stačí uvést alternativní odpověď:

Zvažte tabulka mísitelnosti s rozpouštědly , jako je ta propojená.

Jaké je nejméně mísitelné rozpouštědlo? Voda! Voda je nejhorší rozpouštědlo. Voda je nemísitelná se 17 z 30 dalších uvedených rozpouštědel.

V tabulce je 6 rozpouštědel, která jsou mísitelná se všemi ostatními rozpouštědly: ethanol, aceton, tetrahydrofuran, n- & isopropanol a dioxan.

Proč je voda tak špatným rozpouštědlem? Vodíkové vazby. Molekuly vody jsou silně vodíkově vázány na jiné vodní molukuly. Aby se rozpustilo něco jiného, je třeba tyto vodíkové vazby rozbít.

Další perspektivu najdete v periodické tabulce. Co se stabilně rozpouští voda? Rozpouští voda zlato, stříbro, měď, cín, olovo, hliník a mnoho dalších kovů a metaloidů, jako je antimon, křemík a germanium, stejně jako rtuť ?

Na vodě není nic univerzálního, kromě toho, že je jí na Zemi hodně a my ji potřebujeme k životu.

Komentáře

• Mohu ‚ říci, že existuje ‚ Všude je spousta vody kromě Země, ‚, ale každému jeho vlastnímu.
• Myslím, že by mělo je třeba poznamenat, že existuje rozdíl mezi rozpustností a mísitelností, ale je to dobrý příspěvek.
• “ mísitelný “ znamená vzájemně rozpustný ve všech poměrech

Protože voda je polární, jak si všimnete, a „jako se rozpouští jako „zůstává dobrým principem, myslím, že odpověď je, že spousty a spousty látek jsou polární. Většina (iontových) solí je například. Dokonce i látky, které jsou polárně kovalentní, jsou alespoň mírně polární a tak trochu rozpustné (a za míchání rozpustnější). Musíte být tedy opravdu nepolární (např. Uhlovodíky, „oleje“), abyste nebyli rozpustní ve vodě.

Stojí za zmínku část historie za pojmem „univerzální rozpouštědlo“ a proč se používá, i když voda není skutečně univerzální nebo dokonce nutně nejvšestrannější dostupné rozpouštědlo.

Předtím, než existovala chemie, a ještě předtím, než existovala věda jako praxe, kterou bychom dnes poznali, byla alchymie důležitou protovědou. Řada důležitých objevů a vylepšení přišla díky práci alchymistů a navzdory tomu, že se alchymie často nechala pohřbít v mystice (a občas v podvodu), zahájila výzkum chemických vlastností hmoty. Chemie se z velké části vyvinula v reakci na alchymii, odmítla mystické základy a uplatnila vědeckou metodu.

V rámci alchymie existovala víra v existenci „univerzálního rozpouštědla“, které by bylo součástí procesu za výrobu kamene mudrců a / nebo přeměnu olova na zlato. Mnoho alchymistů tvrdilo, že ví, jak ho vyrobit, zatímco mnozí jiní považovali jeho výrobu za jeden ze svých hlavních, zastřešujících cílů, nejtěžšího nebo nejtajnějšího kroku při získávání čehokoli síly, o nichž věřili, že jich mohou dosáhnout pomocí alchymie.

Je zřejmé, že nikdy nebyla nalezena žádná chemická látka s vlastnostmi popsanými pro toto univerzální rozpouštědlo. Kvůli kritickému použití vody jako výchozího rozpouštědla v chemickém průmyslu však na to se často odkazuje v nadpisu. Jiné odpovědi popisují lépe než já, proč je voda obzvláště užitečné rozpouštědlo.