Hvorfor er vann “ det universelle ” løsemiddel?

For å direkte adressere hvor uttrykket kommer fra:

Vann kalles «universal» løsningsmiddel «fordi det løser opp flere stoffer enn noen annen væske. – USGS

Hva er ideelle egenskaper for løsemiddel?

Styrken til et løsningsmiddel kan tilskrives styrken til dets intermolekylære krefter som London-krefter, dipol-dipolkrefter, ionindusert dipol og hydrogenbinding. Dette er krefter for tiltrekning og frastøtelse. Oppløsning skjer når et molekyl er omgitt av løsningsmidlet, så når det er sterke intermolekylære krefter, oppstår sterkere oppløsning.

Hydrogenbindingen

Vann bruker hydrogenbindingen, en type av intermolekylær kraft som oppleves når hydrogen tiltrekkes av de elektronegative atomene nitrogen, oksygen eller fluor. Hydrogenbinding er den sterkeste intermolekylære kraften.

Hydrofobi

Vann er en stor løsningsmiddel for hydrofile molekyler, men hydrofobe molekyler blir per definisjon ikke lett forstyrret av vann. Dette gjør et klart unntak fra «Universal Solvent» -ideen. Jeg har ikke lest noen litteratur som hevder at den faktisk er det beste løsningsmidlet, men det fungerer bra i mange kjemiske situasjoner.

TL; DR: Vann er utrolig enkelt å få og jobbe med.

I sin helhet

Vann er et godt løsningsmiddel for polare forbindelser ^{[sitering nødvendig]} , og årsakene til dette er lagt ganske bra ut av John Snow , men det er ikke det som gjør det til det universelle løsningsmidlet.

I stedet gjør en rekke andre tilfeldige egenskaper det til et populært valg:

Tilgjengelighet

Det er «et mye vann ^{[sitering nødvendig]} . Det bokstavelig talt faller fra himmelen. Dette betyr at det for de fleste applikasjoner er det absolutt billigste løsemiddelet som er tilgjengelig.

Reaktivitet

Vann er et rimelig stabilt molekyl. Få ting du kan oppløse i vann forventes å reagere betydelig med det. Den vil ikke lett brenne eller forbrenne, selv i dampform, og dens høye varmekapasitet og utbredelse (se ovenfor) betyr at den effektivt kan slukke de fleste rømningsreaksjoner som kan oppstå, for eksempel branner (det er tidspunkter når det tilsettes vann til en brann er en dårlig idé, spesielt kanskje i et laboratorium, men selv de gangene kan problemet løses ved å tilsette mye vann).

Toksisitet

I motsetning til andre vanlige løsningsmidler er vann ikke giftig ^{[sitering nødvendig]} , og er ikke en bio- eller miljøfare. Dette betyr at ubrukt løsemiddel kan kastes uten spesielle forholdsregler, og hvis oppløst stoff kan kastes trivielt, løsningsmidlet kan også.

Renhet og stabilitet

Vann er overalt ^{[sitering nødvendig]} , noe som gir det en annen unik egenskap : I motsetning til mange andre løsningsmidler, vil ikke vann absorbere atmosfærisk vanndamp, noe som reduserer renheten som en selvfølge. (Det vil fremdeles bytte vann med den atmosfæriske dampen, selvfølgelig, men det endrer ikke sminke vesentlig.)

Destillert 100% vann vil forbli mer eller mindre rent med mindre noe tilsettes aktivt til det, som, selv om det ikke er unikt, er nyttig og noe uvanlig. Vannmolekyler vil heller ikke spaltes spontant under mest tilregnelige forhold.

Driftstemperaturer

Vann er flytende ved et bredt temperaturområde, som strekker seg fra 0 ° C til 100 ° C. Under laboratorieforhold på ~ 1 atm og 20-25 ° C er vann en veloppdragen og praktisk væske.

Videre, mens væskefasen er tilgjengelig ved et bredt temperaturområde, er de faste og gassformede tilstandene ikke utenfor rekkevidde når du bruker til og med ekstremt grunnleggende utstyr. Kjølevann til godt under frysepunktet, si -18 ° C eller til koking, er begge trivielle aktiviteter ved å bruke utstyr som ikke bare er tilgjengelig i alle laboratorier, men til og med i de fleste hjem.

Kort sagt …

Vann er ikke alltid det beste verktøyet for jobben, men det er nesten alltid bra eller bra, i det minste når du arbeider med polare forbindelser. Et vanlig alternativ til vann er etylalkohol, som har lignende polare egenskaper og driftstemperaturer, men etanol har svakheter i de andre kategoriene som er nevnt her, dvs. reaktivitet, absorpsjon av vanndamp og pris.

Kommentarer

• @Babounet: Mangel på rent vann. Problemet er ikke ‘ t (vanligvis) får vannet, det ‘ gjør det drikkevann. Generelle sanitæroppgraderinger og tilgjengeligheten av billige avsaltnings- og rensemetoder hjelper allerede til å løse dette problemet, i tillegg til at spørsmålet om vannulikhet ligger utenfor omfanget av dette nettstedet. Man kan selvfølgelig politisere hva som helst, men noen ganger er det ‘ godt å ta en kort pustepause for å vurdere om man skal .
• Ja, jeg er enig i at du har svart på spørsmålet. Men jeg tror noen av uttalelsene dine kan være lett misvisende.
• Leden antyder at vann ‘ s evne som løsningsmiddel er irrelevant, noe som ikke er tilfelle, og at universalløsningsmiddel som » i stand til å oppløse noe » er ingen del av betydningen eller bruken av setning, noe som heller ikke er tilfelle.
• Ja, bortsett fra at grunnen til at uttrykket i det hele tatt brukes i stedet for en som er mer nøyaktig er på grunn av historien.
• Ja, det er før-vitenskapelig historie, irrelevant for nesten alt. Bortsett fra, vet du, spørsmål om bruken og betydningen av setninger som kommer direkte fra den historien. Som du har det, antyder du at uttrykket » universalløsningsmiddel » som brukt på vann er helt skilt fra uttrykket ‘ s historie og har ingenting å gjøre med den tidligere betydningen, når faktisk den eneste grunnen til at uttrykket eksisterer eller brukes i det hele tatt, er på grunn av den tidligere bruken. Kunnskap om historie og opprinnelse er nyttig. Svaret ditt og argumentasjonen her ser ut til å antyde at vi bør glemme at historien eksisterer. Jeg er uenig.

Bare for å gi et alternativt svar:

Vurder tabell for blandbar løsemiddel som den som er lenket.

Hva er det minst blandbare løsemiddelet? Vann! Vann er det verste løsningsmidlet. Vann kan ikke blandes med 17 av 30 av de andre oppførte løsningsmidlene.

Det er 6 løsningsmidler i tabellen som er blandbare med alle de andre løsningsmidlene: etanol, aceton, tetrahydrofuran, n- & iso-propanol og dioksan.

Hvorfor er vann et så dårlig løsemiddel? Hydrogenbindinger. Vannmolekyler er sterkt hydrogenbundet til andre vannmolekyler. For å oppløse noe annet, må disse hydrogenbindinger brytes.

For en annen antagelse, se over det periodiske systemet. Hva løser vann seg stabilt opp? Oppløser vann gull, sølv, kobber, tinn, bly, aluminium og mange andre metaller og metalloider som antimon, silisium og germanium, slik kvikksølv gjør ?

Det er ikke noe universelt med vann, bortsett fra at det er mye av det på jorden, og vi trenger det for å leve.

Kommentarer

• Jeg ‘ våget å si at der ‘ så mye vann overalt unntatt jorden, tho ‘, men til hver sin egen.
• Jeg synes det burde bemerkes at det er forskjell på løselighet og blandbarhet, men dette er et godt bidrag.
• » blandbar » betyr gjensidig løselig i alle proporsjoner

Siden vann er polært som du bemerker, og «som oppløses som «forblir et godt prinsipp, jeg tror svaret er at mange og mange stoffer er polare. De fleste (ioniske) salter er for eksempel. Selv stoffer som er polare kovalente er i det minste litt polare og så noe løselige (og med agitasjon, mer løselig). Så du må være veldig ikke-polær (f.eks. Hydrokarboner, «oljer») for ikke å være løselig i vann.

Det er verdt å merke seg noe av historien bak begrepet «universal løsemiddel», og hvorfor det brukes, selv om vann ikke virkelig er universal eller til og med nødvendigvis det mest allsidige løsemiddel som er tilgjengelig.

Før kjemi eksisterte, og for den saks skyld før vitenskapen eksisterte som den praksis vi ville gjenkjenne i dag, var alkymi en viktig fotovitenskap. En rekke viktige gjennombrudd og forbedringer oppstod på grunn av alkymistenes arbeid, og for alt det ofte ble begravet i mystikk (og til tider svindel), begynte alkymien forskningen på materiens kjemiske egenskaper. Kjemi utviklet seg i stor grad som reaksjon på alkymi, avviste de mystiske grunnlagene og anvendte den vitenskapelige metoden. for å produsere filosofens stein og / eller overføre bly til gull. Mange alkymister hevdet å vite hvordan de skulle lage det, mens mange andre anså det å produsere det som et av deres viktigste, overordnede mål, det vanskeligste eller hemmeligste trinnet for å oppnå hva som helst krefter de trodde de kunne oppnå gjennom alkymi.

Det er åpenbart aldri funnet noen kjemikalier med egenskapene som er beskrevet for dette universelle løsningsmidlet. På grunn av den kritiske bruken av vann som standard løsningsmiddel i kjemisk arbeid, det har ofte blitt referert til med tittelen. Andre svar beskriver bedre enn jeg kan hvorfor vann er et spesielt nyttig løsemiddel.