3 Вода як розчинник

Енергія утворення молекул води висока, вона сос-тавляет 242 кДж / моль. Цим пояснюється стійкість по-ди в природних умовах. Стійкість в поєднанні з електричними характеристиками і молекулярним будів-еніем роблять воду практично універсальним розчиніть-лем для багатьох речовин. Висока діелектрична проникність обумовлює найбільшу розчиняю-щую здатність води по відношенню до речовин, мо-лекул яких полярні. З неорганічних речовин у воді розчиняються дуже багато солі, кислоти і підстави. З органічних речовин розчиняються лише ті, в молекулах яких полярні групи складають значну частину - багато спирти, аміни, органічні кислоти, са-хара і т.д.

Розчинення речовин у воді супроводжується образо-ням слабких зв'язків між їх молекулами або іонами і молекулами води. Це явище називається гідратацією. Для речовин з іонним структурою характерно формування гідратних оболонок навколо катіонів за рахунок донорно-акцепторного зв'язку з неподіленої парою електронів атома кисню. Катіони гідратованих тим більшою мірою, чим менше їх радіус і вище заряд. Аніони, зазвичай менш гідратованих, ніж катіони, приєднують молекули води водневими зв'язками.

У процесі розчинення речовин змінюється величина електричного моменту диполя молекул води, змінюється їх просторова орієнтація, розриваються одні й обра-ся інші водневі зв'язку. У сукупності ці явища призводять до перебудови внутрішньої структури.

Розчинність твердих речовин у воді залежить від природи цих речовин і температури і змінюється в широких межах. Підвищення температури в більшості випадків збільшує розчинність солей. Однак раст-ворімость таких з'єднань, як CaSО4 · 2H2 О, Ca (OH) 2. при підвищенні температури знижується.

При взаємному розчиненні рідин, однією з кото-яких є вода, можливі різні випадки. Наприклад, спирт і вода змішуються один з одним в будь-яких співвідношеннях, так як обидва полярні. Бензин (неполярная рідина) в воді практично не розчиняється. Найбільш загальним є випадок обмеженою взаємної раст-ворімості. Прикладом можуть служити системи вода-ефір, вода-фенол. При нагріванні взаємна розчинність для одних рідин зростає, для інших - зменшується. Наприклад, для системи вода-фенол підвищення температури вище 68 ° С призводить до необмеженої взаємної рас-яка твориться.

Гази (наприклад, NH3. СО2. SО2) добре розчинні у воді, як правило, в тих випадках, коли вони вступають з водою в хімічну взаємодію; зазвичай ж розчинність газів невелика. При підвищенні температури розчинність газів у воді зменшується.

Слід зазначити, що розчинність кисню у воді майже в 2 рази вище, ніж розчинність азоту. Внаслідок цього склад розчиненого у воді водойм або очисних споруд повітря відрізняється від атмосферного. Раство-ренний повітря збагачений киснем, що дуже важливо для організмів, що мешкають у водному середовищі.

Для водних розчинів, як і для будь-яких інших, харак-терни зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння. Одне із загальних властивостей розчинів проявляється в явищі осмосу. Якщо два розчину різної концентрації розділені напівпроникною перегородкою, молекули розчинника проникають через неї з розведеного розчину в концентрований. Механізм осмосу можна зрозуміти, якщо врахувати, що, згідно із загальним есте-ного принципу, все молекулярні системи прагнуть до стану найбільш рівномірного розподілу (в разі двох розчинів - прагнення до вирівнювання концентрацій по обидва боки перегородки).