Охарактеризуйте свойства воды как растворителя.
Самым распространенным растворителем на нашей планете является вода. Вследствие своих аномальных свойств вода – уникальный растворитель, прекрасно приспособленный для жизнедеятельности.
Прежде всего вода хорошо растворяет ионные и многие полярные соединения. Такое свойство воды связано в значительной мере с ее высокой диэлектрической проницаемостью (78,5).
Другой многочисленный класс веществ, хорошо растворимых в воде, включает такие полярные органические соединения, как сахара, альдегиды, кетоны, спирты. Их растворимость в воде объясняется склонностью молекул воды к образованию полярных связей с полярными функциональными группами этих веществ, например с гидроксильными группами спиртов и сахаров или с атомом кислорода карбонильной группы альдегидов и кетонов. Ниже приведены примеры водородных связей, важных для растворимости веществ в биологических системах. Вследствие высокой полярности вода вызывает гидролиз веществ.
Так как вода составляет основную часть внутренней среды организма, то она обеспечивает процессы всасывания, передвижения питательных веществ и продуктов обмена в организме.
Необходимо отметить, что вода является конечным продуктом биологического окисления веществ, в частности глюкозы. Образование воды в результате этих процессов сопровождается выделением большого количества энергии – приблизительно 29 кДж/моль.
|
|
|
Важны и другие аномальные свойства воды: высо–кое поверхностное натяжение, низкая вязкость, высокие температуры плавления и кипения и более высокая плотность в жидком состоянии, чем в твердом.
Для воды характерно наличие ассоциатов – групп молекул, соединенных водородными связями.
В зависимости от сродства к воде функциональные группы растворяемых частиц подразделяются на гидрофильные (притягивающие воду), легко сольватируемые водой, гидрофобные (отталкивающие воду) и дифильные.
К гидрофильным группам относятся полярные функциональные группы: гидроксильная —ОН, амино —NH2 , тиольная —SH, карбоксильная —СООН. К гидрофоб–ным – неполярные группы, например углеводородные радикалы: СНз—(СН2)п —, С6Н5 —. К дифильным относят вещества (аминокислоты, белки), молекулы которых содержат как гидрофильные группы (—ОН, —NH2 , —SH, —СООН), так и гидрофобные группы: (СН3 – (СН2)п ,—С6Н5—).
При растворении дифильных веществ происходит изменение структуры воды как результат взаимодействия с гидрофобными группами. Степень упорядочения молекул воды, близко расположенных к гидрофобным группам, увеличивается, и контакт молекул воды с гидрофобными группами сводится к минимуму. Гидрофобные группы, ассоциируясь, выталкивают молекулы воды из области своего расположения.
|
|
|
Влияние на растворимость природы компонентов. Полярные и неполярные растворители.
Если в ковалентную жидкость В ввести однотипные молекулы А, то энергия взаимодействия частиц А и В не будет существенно отличаться от энергий взаимодействия между частицами А и А или частицами В и В. Поэтому, подобно тому как смешиваются любые количества одного и того же вещества, будут неограниченно растворяться друг в друге также и различные ковалентные жидкости (вещества). Из сказанного становится понятной справедливость старинного многовекового правила: «подобное растворяется в подобном». И, наоборот, если энергия взаимодействия молекул А и А или В и В больше, чем А и В, то одинаковые молекулы каждого компонента предпочтительно будут связываться между собой и растворимость будет низкой. Это часто наблюдается при значительной полярности одного из компонентов раствора. Этим, например, можно объяснить плохую растворимость полярных молекул HCl в бензоле.
Полярные растворители: вода, спирты низшие, кетоны, жидкий аммиак.
Неполярные растворители: эфиры, бензин, керосин, жидкие углеводороды, тетрахлорметан.
|
|
|
Растворение жидкостей в жидкостях. Критическая температура растворения.
Растворимость жидкости в жидкости обычно увеличивается с повышением температуры и почти не зависит от давления. При смешивании жидкостей, между молекулами которых проявляются различные силы взаимодействия, возможны три случая: – неограниченная растворимость (например, растворимость этилового спирта в воде неограничена); – ограниченная растворимость. В этом случае наблюдается расслаивание жидкостей. При повышении температуры растворимость возрастает и, при некоторой температуре, происходит полное взаимное растворение. Эта температура называется критической температурой растворения. Выше этой температуры имеет место неограниченная взаимная смешиваемость обоих компонентов, например, анилин – вода, эфир – вода; – полная нерастворимость. Примером практически нерастворимых жидкостей служит смесь масла и воды.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 737; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!