Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Het oplossende vermogen van water:polaire moleculen begrijpen

Water staat bekend als het ‘universele oplosmiddel’ omdat het een breed scala aan moleculen kan oplossen. Hier is een overzicht van de soorten moleculen die water goed kan oplossen:

Polaire moleculen:

* Ionische verbindingen: Deze worden bij elkaar gehouden door elektrostatische krachten tussen positief en negatief geladen ionen. Door de polariteit van water kan het deze ionen omringen en scheiden, waardoor ze uiteenvallen. Voorbeelden hiervan zijn tafelzout (NaCl), suiker (sucrose) en veel zouten.

* Polaire covalente verbindingen: Deze delen de elektronen ongelijk, waardoor een gedeeltelijk positieve en gedeeltelijk negatieve lading binnen het molecuul ontstaat. De polariteit van water heeft een wisselwerking met deze ladingen, waardoor waterstofbruggen worden gevormd en deze kunnen oplossen. Voorbeelden zijn onder meer ethanol, glucose en veel organische zuren.

Niet-polaire moleculen:

* Hoewel water vooral goed is in het oplossen van polaire moleculen, kan het sommige niet-polaire moleculen in beperkte mate oplossen. Dit komt door de zwakke interacties die Londense dispersiekrachten worden genoemd. Dit zijn tijdelijke fluctuaties in de elektronenverdeling die tot zwakke aantrekkingen kunnen leiden. Voorbeelden zijn onder meer zuurstofgas (O2), stikstofgas (N2) en enkele kleine koolwaterstoffen.

Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden:

* Polariteit: Zoals hierboven vermeld:hoe polairder een molecuul is, des te beter oplosbaar het zal zijn in water.

* Temperatuur: Het verhogen van de temperatuur verhoogt over het algemeen de oplosbaarheid, omdat moleculen meer energie hebben om aantrekkingskrachten te overwinnen en op te lossen.

* Druk: Druk heeft een groter effect op de oplosbaarheid van gassen in vloeistoffen dan op de oplosbaarheid van vaste stoffen.

* Intermoleculaire krachten: De sterkte van de krachten tussen watermoleculen en de opgeloste moleculen beïnvloedt de oplosbaarheid.

Voorbeelden van moleculen die in water oplossen:

* Suikers: Net als sucrose zijn glucose en fructose polaire moleculen en lossen ze gemakkelijk op in water.

* Zouten: Veel zouten, zoals natriumchloride, lossen op in water en vormen ionen.

* Zuren en basen: Veel zuren en basen zijn polaire moleculen en lossen gemakkelijk op in water.

* Alcoholen: Ethanol en andere alcoholen zijn polaire moleculen die goed in water oplossen.

Het is belangrijk om te onthouden dat sommige moleculen niet oplosbaar zijn in water, ook al zijn ze polair. Olie en water mengen bijvoorbeeld niet omdat de niet-polaire oliemoleculen niet worden aangetrokken door de polaire watermoleculen.