¿Por qué el agua es “ el disolvente ” universal?

Para abordar directamente el origen de la frase:

El agua se denomina «universal solvente «porque disuelve más sustancias que cualquier otro líquido. – USGS

¿Cuáles son las cualidades ideales del solvente?

La fuerza de un disolvente se puede atribuir a la fuerza de sus fuerzas intermoleculares como las fuerzas de Londres, las fuerzas dipolo-dipolo, el dipolo inducido por iones y los enlaces de hidrógeno. Estas son fuerzas de atracción y repulsión. La solvatación ocurre cuando una molécula está rodeada por el solvente, por lo que cuando hay fuertes fuerzas intermoleculares, ocurre una solvatación más fuerte.

El enlace de hidrógeno

El agua hace uso del enlace de hidrógeno, un tipo de fuerza intermolecular experimentada cuando el hidrógeno es atraído por los átomos electronegativos nitrógeno, oxígeno o flúor. El enlace de hidrógeno es la fuerza intermolecular más fuerte.

Hidrofobia

El agua es excelente disolvente para moléculas hidrófilas, pero las moléculas hidrófobas, por definición, no se alteran fácilmente con el agua. Esto hace una clara excepción a la idea del «disolvente universal». No he leído ninguna literatura que afirme que sea el mejor solvente, pero funciona bien en muchas situaciones químicas.

TL; DR: El agua es increíblemente fácil de conseguir y trabajar.

En su totalidad

El agua es un buen solvente para los compuestos polares ^{[cita requerida]} , y las razones de esto las expone bastante bien John Snow , pero eso no es realmente lo que lo convierte en el solvente universal.

En cambio, una serie de otras propiedades incidentales lo convierten en una opción popular:

Disponibilidad

Hay una gran cantidad de agua ^{[cita requerida]} . Cae literalmente del cielo. Esto significa que para la mayoría de las aplicaciones, el solvente absolutamente más barato disponible.

Reactividad

El agua es una molécula razonablemente estable. Se espera que pocas cosas que se pueden disolver en agua reaccionen de manera significativa con ella. No se quemará o arderá fácilmente, incluso en forma de vapor, y su alta capacidad calorífica y prevalencia (ver arriba) significa que puede sofocar de manera efectiva la mayoría de las reacciones descontroladas que pueden ocurrir, como incendios (hay ocasiones en las que se agrega agua a un el fuego es una mala idea, especialmente quizás en un laboratorio, pero incluso en esas ocasiones el problema se puede resolver agregando mucha agua).

Toxicidad

A diferencia de otros solventes comunes, el agua no es tóxica ^{[cita requerida]} , y no es un riesgo biológico o ecológico. Esto significa que el solvente no utilizado puede desecharse sin precauciones especiales, y si el El soluto se puede eliminar trivialmente, el solvente también.

Pureza y estabilidad

El agua está en todas partes ^{[cita requerida]} , lo que le da otra propiedad única : A diferencia de muchos otros disolventes, el agua no absorberá el vapor de agua atmosférico, disminuyendo su pureza de forma natural. (Todavía intercambiará agua con el vapor atmosférico, por supuesto, pero no cambia significativamente su composición).

El agua 100% destilada permanecerá más o menos pura a menos que se agregue activamente algo a él, que, aunque no es único, es útil y algo poco común. Las moléculas de agua tampoco se descomponen espontáneamente en la mayoría de las condiciones sanas.

Temperaturas de funcionamiento

El agua es líquida en un amplio rango de temperaturas, que se extiende desde 0 ° C a 100 ° C. En condiciones de laboratorio de ~ 1 atm y 20-25 ° C, el agua es un líquido de buen comportamiento y práctico.

Además, mientras que la fase líquida está disponible en un amplio rango de temperaturas, los estados sólido y gaseoso no están fuera de alcance cuando se utilizan incluso equipos extremadamente básicos. Enfriar el agua por debajo del punto de congelación, digamos -18 ° C, o hasta hervir, son actividades triviales que utilizan equipos que no solo están disponibles en todos los laboratorios, sino incluso en la mayoría de los hogares.

En resumen …

El agua no siempre es la mejor herramienta para el trabajo, pero casi siempre es buena o excelente, al menos cuando se trabaja con compuestos polares. Una alternativa común al agua es el alcohol etílico, que tiene propiedades polares y temperaturas de funcionamiento similares, pero el etanol tiene debilidades en las otras categorías mencionadas aquí, es decir, su reactividad, su absorción de vapor de agua y su precio.

Comentarios

• @Babounet: Falta de agua limpia . El problema no es ‘ t (generalmente) obtener el agua, sino ‘ hacerla potable. Las actualizaciones generales de saneamiento y la disponibilidad de métodos de desalinización y purificación de bajo costo ya están ayudando a resolver este problema, además de lo cual, la cuestión de la desigualdad del agua está más allá del alcance de este sitio. Por supuesto, uno puede politizar cualquier cosa, pero a veces, ‘ es bueno tomar un respiro rápido para considerar si debería .
• Sí, acepto que ha respondido la pregunta. Pero creo que algunas de tus afirmaciones pueden ser un poco engañosas.
• El lede implica que la capacidad del agua ‘ como solvente es irrelevante, lo cual no es el caso, y ese solvente universal como » capaz de disolver cualquier cosa » no es parte del significado o uso del frase, que tampoco es el caso.
• Sí, excepto que la razón por la que la frase se usa en absoluto en lugar de una que sea más precisa es por el historial.
• Sí, es historia precientífica, irrelevante para casi todo. Excepto, ya sabes, preguntas sobre los usos y significados de frases que provienen directamente de esa historia. Tal como lo tiene, implica que la frase » disolvente universal » aplicada al agua está completamente divorciada de la frase ‘ s y no tiene nada que ver con el significado anterior, cuando de hecho la única razón por la que la frase existe o se usa es por el uso anterior. El conocimiento de la historia y el origen es útil. Su respuesta y argumentación aquí parecen sugerir que debemos olvidar que la historia existe. No estoy de acuerdo.

Solo para proporcionar una respuesta alternativa:

Considere una tabla de miscibilidad de solventes como la que se muestra en el enlace.

¿Cuál es el solvente menos miscible? ¡Agua! El agua es el peor solvente. El agua es inmiscible con 17 de 30 de los otros disolventes enumerados.

Hay 6 disolventes en la tabla que son miscibles con todos los demás disolventes: etanol, acetona, tetrahidrofurano, n- & isopropanol y dioxano.

aña ¿Por qué el agua es un disolvente tan malo? Enlaces de hidrógeno. Las moléculas de agua están fuertemente unidas por hidrógeno a otras moléculas de agua. Para disolver algo más, estos enlaces de hidrógeno deben romperse. aña Para otra perspectiva, mire a través de la tabla periódica. ¿Qué disuelve el agua de forma estable? ¿El agua disuelve el oro, la plata, el cobre, el estaño, el plomo, el aluminio y muchos otros metales y metaloides como el antimonio, el silicio y el germanio, como lo hace el mercurio ? aña No hay nada universal sobre el agua, excepto que hay mucha en la Tierra y la necesitamos para vivir.

Comentarios

• Yo ‘ me atrevo a decir que hay ‘ hay mucha agua en todas partes excepto la Tierra, aunque ‘, pero para cada uno lo suyo.
• Creo que debería Tenga en cuenta que hay una diferencia entre solubilidad y miscibilidad, pero esta es una buena contribución.
• » miscible » significa mutuamente soluble en todas las proporciones

Dado que el agua es polar como nota, y «lo similar se disuelve como «sigue siendo un buen principio, creo que la respuesta es que muchas, muchas sustancias son polares. La mayoría de las sales (iónicas) lo son, por ejemplo. Incluso las sustancias que son covalentes polares son al menos ligeramente polares y, por tanto, algo solubles (y con agitación, más solubles). Por lo tanto, debe ser realmente no polar (por ejemplo, hidrocarburos, «aceites») para no ser soluble en agua.

Vale la pena señalar algo de la historia detrás del término «solvente universal» y por qué se usa a pesar de que el agua no es realmente universal o incluso necesariamente el solvente más versátil disponible.

Antes de que existiera la química, y de hecho antes de que existiera la ciencia como la práctica que reconoceríamos hoy, la alquimia era una protociencia importante. Una serie de avances y refinamientos importantes se produjeron debido al trabajo de los alquimistas, y a pesar de todo lo que a menudo quedó enterrado en el misticismo (y, a veces, en el fraude), la alquimia comenzó la investigación de las propiedades químicas de la materia. La química se desarrolló en gran parte como reacción a la alquimia, rechazando los fundamentos místicos y aplicando el método científico.

Dentro de la alquimia, existía la creencia en la existencia de un «solvente universal», que sería parte del proceso. para producir la piedra filosofal y / o transmutar el plomo en oro. Numerosos alquimistas afirmaron saber cómo hacerlo, mientras que muchos otros consideraron que producirlo era uno de sus principales objetivos generales, el paso más difícil o secreto para obtener cualquier cosa. poderes que creían que podían lograr a través de la alquimia.

Obviamente, nunca se ha encontrado ningún químico con las propiedades descritas para este solvente universal. Sin embargo, debido al uso crítico del agua como solvente predeterminado en el trabajo químico A menudo se lo ha mencionado con el título. Otras respuestas describen mejor que yo por qué el agua es un solvente particularmente útil.