Por que a água é “ o solvente ” universal?

Para abordar diretamente de onde vem a frase:

A água é chamada de “universal solvente “porque dissolve mais substâncias do que qualquer outro líquido. – USGS

Quais são as qualidades ideais de solvente?

A força de um solvente pode ser atribuída à força de suas forças intermoleculares, como as forças de Londres, as forças dipolo-dipolo, o dipolo induzido por íons e as ligações de hidrogênio. Essas são forças de atração e repulsão. A solvatação ocorre quando uma molécula é circundada pelo solvente, portanto, quando há fortes forças intermoleculares, ocorre uma solvatação mais forte.

A ligação de hidrogênio

A água faz uso da ligação de hidrogênio, um tipo de força intermolecular experimentada quando o hidrogênio é atraído para os átomos eletronegativos de nitrogênio, oxigênio ou flúor. A ligação do hidrogênio é a força intermolecular mais forte.

Hidrofobia

A água é ótima solvente para moléculas hidrofílicas, mas as moléculas hidrofóbicas não são, por definição, facilmente perturbadas pela água. Isso faz uma exceção clara à ideia do “solvente universal”. Não li nenhuma literatura afirmando que ele seja realmente o melhor solvente, mas funciona bem em muitas situações químicas.

TL; DR: A água é incrivelmente fácil de obter e trabalhar.

Completamente

A água é um bom solvente para compostos polares ^{[carece de fontes]} , e as razões para isso são muito bem expostas por John Snow , mas isso não é realmente o que o torna o solvente universal.

Em vez disso, uma série de outras propriedades incidentais o torna uma escolha popular:

Disponibilidade

Há muito muito de água ^{[carece de fontes]} . Ela literalmente cai do céu. Isso significa que, para a maioria das aplicações, é o solvente absolutamente mais barato disponível.

Reatividade

A água é uma molécula razoavelmente estável. Poucas coisas que você pode dissolver na água devem reagir significativamente com ela. Ele não queima ou entra em combustão prontamente, mesmo na forma de vapor, e sua alta capacidade de calor e prevalência (veja acima) significa que ele pode efetivamente apagar a maioria das reações descontroladas que podem ocorrer, como incêndios (há momentos em que adicionar água a um fogo é uma má ideia, especialmente talvez em um laboratório, mas mesmo nessas horas o problema pode ser resolvido adicionando muita água).

Toxicidade

Ao contrário de alguns outros solventes comuns, a água não é tóxica ^{[carece de fontes]} e não é um risco biológico ou ecológico. Isso significa que o solvente não utilizado pode ser descartado sem precauções especiais, e se o o soluto pode ser descartado trivialmente, o solvente também.

Pureza e estabilidade

A água está em toda parte ^{[carece de fontes]} , dando a ela outra propriedade única : Ao contrário de muitos outros solventes, a água não absorve o vapor dágua atmosférico, diminuindo sua pureza como algo natural. (Ele ainda vai trocar água com o vapor atmosférico, é claro, mas não muda significativamente sua composição.)

Água destilada 100% permanecerá mais ou menos pura a menos que algo seja adicionado ativamente a ele, que, embora não seja exclusivo, é útil e um tanto incomum. As moléculas de água também não se decompõem espontaneamente na maioria das condições normais.

Temperaturas de operação

A água é líquida em uma ampla faixa de temperaturas, indo de 0 ° C a 100 ° C. Em condições de laboratório de ~ 1 atm e 20-25 ° C, a água é um líquido prático e bem comportado.

Além disso, enquanto a fase líquida está disponível em uma ampla faixa de temperaturas, os estados sólido e gasoso não estão fora de alcance ao usar equipamentos extremamente básicos. Resfriar a água até bem abaixo de zero, digamos -18 ° C, ou até ferver, são atividades triviais, usando equipamentos que não estão apenas disponíveis em todos os laboratórios, mas até mesmo na maioria das casas.

Resumindo …

A água nem sempre é a melhor ferramenta para o trabalho, mas quase sempre é boa ou ótima, pelo menos quando se trabalha com compostos polares. Uma alternativa comum à água é o álcool etílico, que tem propriedades polares e temperaturas operacionais semelhantes, mas o etanol tem pontos fracos nas outras categorias mencionadas aqui, ou seja, sua reatividade, sua absorção de vapor de água e seu preço.

Comentários

• @Babounet: Falta de água limpa . O problema não é ‘ t (geralmente) obter a água, ele ‘ está tornando-a potável. A atualização geral do saneamento e a disponibilidade de métodos de dessalinização e purificação de baixo custo já estão ajudando a resolver esse problema, além do que a questão da desigualdade hídrica foge ao escopo deste site. É claro que pode politizar qualquer coisa, mas às vezes, é ‘ bom parar para pensar se alguém deveria .
• Sim, concordo que você respondeu à pergunta. Mas acho que algumas de suas afirmações podem ser ligeiramente enganosas.
• O lede implica que a capacidade da água ‘ como solvente é irrelevante, o que não é o caso, e que solvente universal como ” capaz de dissolver qualquer coisa ” não faz parte do significado ou uso do frase, o que também não é o caso.
• Sim, exceto que o motivo pelo qual a frase é usada, em vez de uma que seja mais precisa , é por causa da história.
• Sim, é história pré-científica, irrelevante para quase tudo. Exceto, você sabe, questões sobre os usos e significados de frases que vêm diretamente dessa história. Do jeito que você está, você sugere que a frase ” solvente universal ” quando aplicada à água é completamente divorciada da frase ‘ s e não tem nada a ver com o significado anterior, quando na verdade a única razão pela qual a frase existe ou é usada é por causa do uso anterior. O conhecimento da história e da origem é útil. Sua resposta e argumentação aqui parecem sugerir que devemos esquecer que a história existe. Eu discordo.

Apenas para fornecer uma resposta alternativa:

Considere uma tabela de miscibilidade do solvente como a vinculada.

Qual é o solvente menos miscível? Água! A água é o pior solvente. A água é imiscível com 17 de 30 dos outros solventes listados.

Existem 6 solventes na tabela que são miscíveis com todos os outros solventes: etanol, acetona, tetra-hidrofurano, n- & iso-propanol e dioxano.

Por que a água é um solvente tão ruim? Ligações de hidrogênio. As moléculas de água são fortemente ligadas por hidrogênio a outras moléculas de água. Para dissolver outra coisa, essas ligações de hidrogênio precisam ser quebradas.

Para outra prespectiva, dê uma olhada na tabela periódica. O que a água dissolve de forma estável? A água dissolve ouro, prata, cobre, estanho, chumbo, alumínio e muitos outros metais e metalóides, como antimônio, silício e germânio, como o mercúrio ?

Não há nada universal sobre a água, exceto que há muita água na Terra e precisamos dela para viver.

Comentários

• Eu ‘ me arrisco a dizer que ‘ há muita água em todos os lugares exceto Terra, embora ‘, mas cada um na sua.
• Acho que deveria observe que há uma diferença entre solubilidade e miscibilidade, mas esta é uma boa contribuição.
• ” miscível ” significa mutuamente solúvel em todas as proporções

Visto que a água é polar conforme você nota, e “como se dissolve como “continua sendo um bom princípio, acho que a resposta é que muitas e muitas substâncias são polares. A maioria dos sais (iônicos) são, por exemplo. Mesmo as substâncias polares covalentes são pelo menos ligeiramente polares e, portanto, um pouco solúveis (e com agitação, mais solúveis). Portanto, você precisa ser realmente não polar (por exemplo, hidrocarbonetos, “óleos”) para não ser solúvel em água.

Vale a pena observar um pouco da história por trás do termo “solvente universal” e por que ele é usado embora a água não seja realmente universal ou mesmo necessariamente o solvente mais versátil disponível.

Antes que a química existisse, e por falar nisso, antes que a ciência existisse como a prática que reconheceríamos hoje, a alquimia era uma protociência importante. Uma série de avanços e refinamentos importantes ocorreram devido ao trabalho dos alquimistas, e por mais que isso frequentemente fosse enterrado no misticismo (e, às vezes, na fraude), a alquimia começou a pesquisar as propriedades químicas da matéria. A química se desenvolveu amplamente em reação à alquimia, rejeitando os fundamentos místicos e aplicando o método científico.

Na alquimia, acreditava-se na existência de um “solvente universal”, que seria parte do processo para produzir a pedra filosofal e / ou transmutar o chumbo em ouro. Numerosos alquimistas afirmavam saber como fazê-lo, enquanto muitos outros consideravam produzi-lo como um de seus objetivos principais e abrangentes, o passo mais difícil ou secreto para obter qualquer poderes que eles acreditavam poder alcançar por meio da alquimia.

Obviamente, nenhum produto químico com as propriedades descritas para este solvente universal foi encontrado. No entanto, devido ao uso crítico da água como solvente padrão no trabalho químico, muitas vezes é referido com o título. Outras respostas descrevem melhor do que eu porque a água é um solvente particularmente útil.