Acqua come solvente polare

Perché l'acqua è una molecola polare?

L'acqua è polare perché:

• l'ossigeno è più elettronegativo dell'idrogeno e attrae maggiormente gli elettroni;

• la molecola ha una forma angolare (circa 104,5°), quindi i dipoli non si annullano.

Di conseguenza:

• l'ossigeno possiede una parziale carica negativa (δ⁻);

• gli idrogeni possiedono una parziale carica positiva (δ⁺).

Perché l'acqua è un ottimo solvente?

Perché la sua polarità le permette di:

• formare legami a idrogeno;

• circondare e stabilizzare ioni e molecole polari;

• separare gli ioni di un composto ionico favorendone la dissoluzione.

Che cosa significa che l'acqua idrata uno ione?

Significa che le molecole d'acqua si dispongono intorno allo ione formando un guscio di idratazione, stabilizzandolo in soluzione.

Altre funzioni dell’acqua

1. mezzo per trasporto

2. processi biochimici

Che cos'è la solubilità?

La solubilità è la quantità massima di soluto che può sciogliersi in una determinata quantità di solvente, a una data temperatura e pressione, formando una soluzione stabile.

Quale principio generale regola la solubilità?

"Il simile scioglie il simile."

• Solventi polari sciolgono sostanze polari e ioniche.

• Solventi apolari sciolgono sostanze apolari.

Che cos'è un soluto ionico?

È un composto formato da ioni positivi e negativi che, in acqua, si dissocia nei suoi ioni.

Che cos'è un soluto non ionico?

È una sostanza costituita da molecole che, sciogliendosi in acqua, non si dissociano in ioni.

Esempi:

• glucosio;

• saccarosio;

• urea.

Perché il glucosio è solubile in acqua pur non essendo ionico?

Perché è una molecola polare ricca di gruppi –OH che formano numerosi legami a idrogeno con l'acqua.

Che cos'è un elettrolita?

Un elettrolita è una sostanza che, sciolta in acqua o fusa, produce ioni e rende la soluzione capace di condurre corrente elettrica.

elettroliti forti

Elettroliti forti

• si dissociano quasi completamente;

• conducono molto bene la corrente.

Esempi:

• NaCl

• KCl

• HCl

Elettroliti deboli

• si dissociano solo parzialmente;

• conducono meno corrente.

Esempi:

• acido acetico

• ammoniaca

Quali sono i principali elettroliti presenti nell'organismo?

• Sodio (Na⁺)

• Potassio (K⁺)

• Calcio (Ca²⁺)

• Magnesio (Mg²⁺)

• Cloruro (Cl⁻)

• Bicarbonato (HCO₃⁻)

• Fosfato (PO₄³⁻)

Quali funzioni svolgono gli elettroliti nei fluidi biologici?

• Mantengono l'equilibrio idrico.

• Regolano la pressione osmotica.

• Contribuiscono al mantenimento del pH.

• Permettono la trasmissione dell'impulso nervoso.

• Consentono la contrazione muscolare.

• Partecipano a numerose reazioni metaboliche.

Gli elettroliti influenzano proprietà fisiche e chimiche

1. conducibilità elettrica

2. effetto colligativo

3. reazione di neutralizzazione

Che cosa afferma la legge di Henry

A temperatura costante, la quantità di gas che si scioglie in un liquido è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas esercitata sulla superficie del liquido.

Cosa succede se aumenta la pressione di un gas sopra un liquido?

Aumenta la quantità di gas che si scioglie nel liquido.

Cosa succede se la pressione diminuisce rapidamente?

Il gas disciolto tende a fuoriuscire dalla soluzione formando bolle.

È ciò che accade:

• quando si apre una bevanda gassata;

• nella malattia da decompressione dei subacquei.

Effetti temperatura su solubilità

• se soluto è solido—→processo endotermico—→solidi si sciolgono meglio in liquidi caldi

NB: è spontaneo perché entropia di una soluzione è maggiore di quello di un solido cristallino

• se soluto è fluido—→processo esotermico—→gas si sciolgono meglio in liquidi a basse temperature

Formula legge di Henry

C=kH​⋅P

• C = concentrazione del gas disciolto nel liquido (mol/L o altra unità di concentrazione);

• kHk_HkH​ = costante di Henry, caratteristica della coppia gas-solvente e dipendente dalla temperatura;

• P = pressione parziale del gas sopra il liquido.

Quali sostanze sono solubili in acqua?

L'acqua, essendo un solvente polare, scioglie:

• composti ionici, separando gli ioni grazie ai gusci di idratazione;

• molecole polari, formando legami a idrogeno o interazioni dipolo-dipolo.