De ce este apa “ universal ” solvent?

Pentru a aborda direct de unde vine fraza:

Apa se numește „universal solvent „deoarece dizolvă mai multe substanțe decât orice alt lichid. – USGS

Care sunt calitățile ideale ale solventului?

Puterea unui solvent poate fi atribuită puterii forțelor sale intermoleculare, cum ar fi forțele de la Londra, forțele dipol-dipol, dipolul indus de ion și legătura de hidrogen. Acestea sunt forțe de atracție și respingere. Solvarea are loc atunci când o moleculă este înconjurată de solvent, deci atunci când există forțe intermoleculare puternice, are loc o solvabilitate mai puternică.

Legătura de hidrogen

Apa folosește legătura de hidrogen, un tip de forță intermoleculară experimentată atunci când hidrogenul este atras de atomii electronegativi azot, oxigen sau fluor. Legarea hidrogenului este cea mai puternică forță intermoleculară.

Hidrofobia

Apa este o mare solvent pentru moleculele hidrofile, dar moleculele hidrofobe nu sunt, prin definiție, ușor deranjate de apă. Aceasta face o excepție clară de la ideea „Solvent universal”. Nu am citit nicio literatură care să susțină că este de fapt cel mai bun solvent, dar funcționează bine în multe situații chimice.

TL; DR: Apa este incredibil de ușor de obținut și de lucrat.

În întregime

Apa este un bun solvent pentru compușii polari ^{[necesită citare]} , iar motivele pentru acest lucru sunt expuse destul de bine de John Snow , dar asta nu este chiar ceea ce îl face solvent universal.

În schimb, o serie de alte proprietăți accidentale îl fac o alegere populară:

Disponibilitate

Există „o mulțime de apă ^{[este necesară o citare]} . Cade literal din cer. Aceasta înseamnă că, pentru majoritatea aplicațiilor, este solventul cel mai ieftin disponibil.

Reactivitate

Apa este o moleculă stabilă în mod rezonabil. Puține lucruri pe care le poți dizolva în apă sunt de așteptat să reacționeze semnificativ cu ea. Nu va arde sau arde ușor, chiar și sub formă de vapori, iar capacitatea sa ridicată de căldură și prevalența (a se vedea mai sus) înseamnă că poate elimina efectiv majoritatea reacțiilor fugare care ar putea apărea, cum ar fi incendiile (există momente când se adaugă apă la o focul este o idee proastă, mai ales poate într-un laborator, dar chiar și în acele vremuri problema poate fi rezolvată prin adăugarea mult a apei).

Toxicitate

Spre deosebire de alți solvenți obișnuiți, apa nu este toxică ^{[necesită citare]} și nu este un risc biologic sau ecologic. Aceasta înseamnă că solventul neutilizat poate fi eliminat fără precauții speciale și dacă solutul poate fi eliminat în mod banal, și solventul.

Puritate și stabilitate

Apa este peste tot ^{[este necesară o citare]} , oferindu-i o altă proprietate unică : Spre deosebire de mulți alți solvenți, apa nu va absorbi vaporii de apă atmosferici, scăzându-i puritatea. (Bineînțeles, va face schimb de apă cu vaporii atmosferici, dar nu își schimbă în mod semnificativ compoziția.)

Apa distilată 100% va rămâne mai mult sau mai puțin pură dacă nu se adaugă ceva activ la acesta, care, deși nu este unic, este util și oarecum neobișnuit. De asemenea, moleculele de apă nu se vor descompune spontan în cele mai bune condiții sănătoase.

Temperaturi de funcționare

Apa este lichidă la o gamă largă de temperaturi, care se întinde de la 0 ° C la 100 ° C. În condiții de laborator de ~ 1 atm și 20-25 ° C, apa este un lichid bine comportat și practic.

În plus, în timp ce faza lichidă este disponibilă la o gamă largă de temperaturi, stările solide și gazoase nu sunt la îndemână atunci când se utilizează chiar și echipamente extrem de simple. Răcirea apei până la mult sub îngheț, de exemplu -18 ° C sau până la fierbere, sunt ambele activități banale, folosind echipamente care nu sunt disponibile numai în fiecare laborator, ci chiar și în majoritatea caselor.

Pe scurt …

Apa nu este întotdeauna cel mai bun instrument pentru slujbă, dar este aproape întotdeauna unul bun sau excelent, cel puțin atunci când se lucrează cu compuși polari. O alternativă obișnuită la apă este alcoolul etilic, care are proprietăți polare și temperaturi de funcționare similare, dar etanolul are puncte slabe în celelalte categorii menționate aici, adică reactivitatea, absorbția vaporilor de apă și prețul său.

Comentarii

• @Babounet: Lipsa de apă curată . Problema nu este ‘ obținând (de obicei) apă, ‘ o face potabilă. Îmbunătățirile generale de salubritate și disponibilitatea metodelor de desalinizare și purificare cu costuri reduse ajută deja la rezolvarea acestei probleme, pe lângă care, problema inegalității apei este dincolo de sfera acestui site. Desigur, cineva poate politiza orice, dar uneori, ‘ este bine să luați o respirație rapidă pentru a lua în considerare dacă cineva ar trebui .
• Da, sunt de acord că ați răspuns la întrebare. Dar cred că unele dintre afirmațiile dvs. ar putea fi ușor înșelătoare.
• Lede-ul implică faptul că abilitatea apei ‘ nu este relevantă, ceea ce nu este cazul, și acel solvent universal ca ” capabil să dizolve orice ” nu face parte din sensul sau utilizarea fraza, care nu este cazul.
• Da, cu excepția faptului că motivul pentru care este folosită fraza, mai degrabă decât una mai precisă se datorează istoriei.
• Da, este istorie pre-științifică, irelevantă pentru aproape orice. Cu excepția întrebărilor despre uzanțele și semnificațiile frazelor care provin direct din acea istorie. După cum o aveți, implicați că sintagma ” solvent universal ” așa cum se aplică apei este complet divorțată de fraza și nu are nimic de-a face cu semnificația anterioară, când de fapt singurul motiv pentru care fraza există sau se folosește deloc se datorează utilizării anterioare. Cunoașterea istoriei și a originii este utilă. Răspunsul și argumentarea dvs. aici par să sugereze că ar trebui să uităm că istoria există. Nu sunt de acord.

Doar pentru a oferi un răspuns alternativ:

Luați în considerare un tabel de miscibilitate a solventului ca cel legat.

Care este solventul cel mai puțin miscibil? Apă! Apa este cel mai prost solvent. Apa este nemiscibilă cu 17 din 30 din ceilalți solvenți enumerați.

Există 6 solvenți în tabel care sunt miscibili cu toți ceilalți solvenți: etanol, acetonă, tetrahidrofuran, n- & izopropanol și dioxan.

De ce este apa un solvent atât de rău? Legături de hidrogen. Moleculele de apă sunt puternic legate de hidrogen de alte molucule de apă. Pentru a dizolva altceva, aceste legături de hidrogen trebuie rupte.

Pentru o altă perspectivă, căutați peste tabelul periodic. Ce se dizolvă în mod stabil apa? Apa dizolvă aurul, argintul, cuprul, staniul, plumbul, aluminiul și multe alte metale și metaloizi precum antimoniul, siliciul și germaniu, așa cum face mercurul ?

Nu există nimic universal despre apă, cu excepția faptului că există o mulțime de ea pe Pământ și avem nevoie de ea pentru a trăi.

Comentarii

• Am ‘ m-am aventurat să spun că există ‘ o mulțime de apă peste tot cu excepția Pământului, ‘, dar pentru fiecare a lui.
• Cred că ar trebui trebuie remarcat faptul că există o diferență între solubilitate și miscibilitate, dar aceasta este o contribuție bună.
• ” miscibil ” înseamnă solubil reciproc în toate proporțiile

Deoarece apa este polară după cum observați și „ca și cum se dizolvă ca „rămâne un principiu bun, cred că răspunsul este că multe substanțe sunt polare. Majoritatea sărurilor (ionice) sunt, de exemplu. Chiar și substanțele care sunt covalente polare sunt cel puțin ușor polare și deci oarecum solubile (și cu agitație, mai solubile). Deci trebuie să fii cu adevărat nepolar (de exemplu, hidrocarburi, „uleiuri”) pentru a nu fi solubil în apă.

Merită menționat o parte din istoria din spatele termenului „solvent universal” și de ce este folosit chiar dacă apa nu este cu adevărat universal sau chiar neapărat cel mai versatil solvent disponibil.

Înainte ca chimia să existe și, de altfel, înainte ca știința să existe ca practică pe care am recunoaște-o astăzi, alchimia era o protoștiință importantă. O serie de descoperiri importante și îmbunătățiri au avut loc datorită muncii alchimiștilor și, cu toate acestea, adesea a fost îngropată în misticism (și, uneori, în fraude), alchimia a început cercetarea proprietăților chimice ale materiei. Chimia s-a dezvoltat în mare măsură ca reacție la alchimie, respingând fundamentele mistice și aplicând metoda științifică.

În cadrul alchimiei, exista credința în existența unui „solvent universal”, care ar face parte din proces. pentru producerea pietrei filosofale și / sau transmutarea plumbului în aur. Numeroși alchimiști au susținut că știu cum să-l facă, în timp ce mulți alții au considerat că producerea acestuia este unul dintre obiectivele lor majore, generale, cel mai dificil sau secret pas în obținerea oricărui lucru. puteri pe care credeau că le pot obține prin alchimie.

Evident, nu a fost găsită niciodată o substanță chimică cu proprietățile descrise pentru acest solvent universal. Totuși, din cauza utilizării critice a apei ca solvent implicit în lucrările chimice, de multe ori a fost menționat cu titlul. Alte răspunsuri descriu mai bine decât eu de ce apa este un solvent deosebit de util.