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L’acqua (H 2 O) è una sostanza essenziale per la sopravvivenza degli esseri viventi. È formato da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. In natura abbonda allo stato liquido ma si può trovare anche allo stato solido, sotto forma di ghiaccio e neve, o allo stato gassoso, come vapore acqueo.
L’acqua è caratterizzata dall’essere incolore e inodore. Il 97% dell’acqua del pianeta è salata, come l’acqua dei mari e degli oceani. Il resto è acqua dolce e si trova nelle falde acquifere, nel permafrost, nei laghi, nei fiumi, nell’umidità del suolo, nel vapore atmosferico e negli esseri viventi. Gran parte dell’acqua si trova anche nei ghiacciai e nelle calotte polari.
L’acqua passa anche attraverso un processo noto come “ciclo idrologico” attraverso il quale passa attraverso diversi stati: solido, liquido e gassoso.
L’acqua è di vitale importanza per gli ecosistemi naturali, la regolazione del clima e le attività umane. Allo stesso modo, forma l’80% della maggior parte degli organismi, consentendo il funzionamento di organi e tessuti, nonché altri processi vitali.
Oltre a queste qualità, l’acqua è anche considerata un solvente naturale e universale. Per comprendere meglio le ragioni di questa affermazione è necessario comprendere la definizione e le caratteristiche di un solvente.
cos’è un solvente
Un solvente è una sostanza in cui un soluto può essere disciolto, dando luogo alla formazione di una soluzione. Generalmente, il solvente è il componente più abbondante in una soluzione.
I solventi hanno diverse applicazioni, sia nella produzione di adesivi, vernici e materiali sintetici, sia nei prodotti farmaceutici, detergenti e di altro tipo.
Tenendo conto della definizione di solvente, si può affermare che un solvente universale è una sostanza in grado di dissolvere qualsiasi altra sostanza. Tuttavia, non esiste una sostanza che possa dissolvere tutte le altre; pertanto, non esiste un vero solvente universale. Invece, ci sono sostanze che possono dissolvere diverse sostanze simili. Ad esempio, se un solvente è polare, può dissolvere bene altri soluti polari, ma non dissolverà soluti non polari come grassi e oli. Al contrario, se il solvente è apolare, sarà in grado di dissolvere bene i soluti non polari, ma non i soluti polari.
Perché l’acqua è considerata un “solvente universale”?
Sebbene non esista un solvente universale di per sé, l’acqua è chiamata solvente universale perché, oltre ad essere il solvente più comune che esista, dissolve più sostanze di qualsiasi altro elemento conosciuto. Essendo un solvente polare, l’acqua può dissolvere composti organici e inorganici, ionici o neutri.
Le proprietà che rendono l’acqua un ottimo solvente sono la polarità delle sue molecole e la sua capacità di formare legami a idrogeno. Il lato idrogeno di ogni molecola d’acqua ha una leggera carica elettrica positiva, mentre il lato ossigeno porta una leggera carica elettrica negativa.
Ciò consente all’acqua di dissociare i composti ionici in ioni positivi e negativi. Il lato dell’ossigeno attrae la parte positiva del composto ionico e il lato positivo dell’idrogeno attrae la sua parte negativa.
Cosa rende un composto solubile in acqua?
La solubilità di una molecola o di uno ione dipende dalla sua capacità di interagire con le molecole d’acqua. Cioè, è determinato in base all’equilibrio delle forze tra le molecole del solvente e il soluto. La temperatura e la pressione influenzano anche la solubilità di una sostanza.
Esempi di sostanze che si dissolvono in acqua
Perché il sale si dissolve nell’acqua?
Uno degli esempi più comuni di composti che si dissolvono in acqua sono i sali. In particolare il sale da tavola, quello che usiamo in casa per cucinare. In chimica, questo composto è chiamato cloruro di sodio (NaCl).
Come accennato in precedenza, la solubilità dipenderà dalla polarità dell’acqua e del soluto. In questo caso, la parte di sodio (Na) ha una carica positiva, mentre la parte di cloro (Cl) ha una carica negativa, ed entrambi gli ioni sono collegati da un legame ionico.
D’altra parte, l’idrogeno (H) e l’ossigeno (O) che compongono l’acqua sono collegati tra loro da legami covalenti. Allo stesso modo, anche gli atomi di idrogeno e ossigeno delle diverse molecole d’acqua sono legati mediante legami idrogeno.
Quando il sale viene mescolato con l’acqua, vengono prodotte diverse forze attrattive tra gli ioni di entrambi i composti. Gli anioni di ossigeno caricati negativamente si trovano vicino allo ione sodio, mentre gli ioni idrogeno caricati positivamente sono vicini allo ione cloruro caricato negativamente.
Sebbene i legami ionici siano forti, l’effetto della polarità delle molecole d’acqua è sufficiente a separare gli atomi di sodio e cloro. Quando il sale si separa, i suoi ioni si disperdono uniformemente, creando una soluzione omogenea.
Tuttavia, se viene mescolato troppo sale, non si dissolverà completamente. La dissoluzione avverrà fino a quando non ci saranno troppi ioni sodio e cloro nella miscela. In tal caso, la forza delle molecole d’acqua non sarà sufficiente a separare gli ioni. Tuttavia, se la temperatura viene aumentata, ciò aumenterà l’energia cinetica delle particelle e più sale può essere disciolto nell’acqua.
Altre sostanze solubili in acqua
I composti che sono solubili in acqua includono anche:
- Acidi e basi forti e deboli
- Alcuni ossidi acidi e basici
- Gas polari come acido cloridrico (HCL) o anidride carbonica (CO 2 ).
- alcoli
- Acidi carbossilici
- Fenoli, ammine e ammidi
Esempi di sostanze che non si sciolgono in acqua
Come accennato in precedenza, l’acqua può dissolvere facilmente le sostanze polari. Tuttavia, le sostanze non polari, cioè le sostanze che non hanno poli o non hanno una distribuzione ineguale di elettroni, non sono solubili in acqua.
Nel caso di composti chimici non polari, condividono gli elettroni in modo uniforme e non interagiscono bene con le molecole d’acqua. Le sostanze che non sono solubili in acqua includono:
- gli olii
- I grassi
- le cere
- L’olio
- Il gas
- L’etere
- acetone
- Alcuni gas come il metano (CH 4 )
- Vitamine insolubili, come le vitamine A, E e D
Bibliografia
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- Oddone, S. Acqua: il centro dell’universo chimico. (2021). Argentina. Autori editoriali dell’Argentina.
- Khan Academy. Proprietà solventi dell’acqua . Disponibile su https://es.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/hydrogen-bonding-in-water/a/water-as-a-solvent .