Роль воды как растворителя в живой природе

Роль воды как растворителя в живой природе. Строение молекулы воды. Вода как полярный растворитель

В природе наиболее распространены водные растворы. Они распространены в живой и неживой природе и имеют огромное значение для существования жизни в целом. Как известно, жизнь зародилась в воде и, по-прежнему остается тесно связанным с водой. Любая клетка живого организма является водным раствором. Водными растворами являются природные воды, которые используются живыми организмами для поддержания процессов жизнедеятельности. Таким образом, вода как растворитель играет огромную роль в существовании жизни на Земле. Она фактически является универсальным растворителем, так как растворяет наибольшее количество веществ. Это объясняется ее физико-химическими свойствами.

Свойства воды H2O во многом уникальны и обусловлены ее строением. В образовании химических связей в молекуле воды участвуют р-электроны атома кислорода и s-электроны атомов водорода. В отдельной молекуле воды атомы водорода и кислорода расположены так, что образуют равнобедренный треугольник. В вершине его атом кислорода, в углах при основании - атомы водорода. Связи H-О-H расположены под углом 104,5º. Атом кислорода имеет большую электроотрицательность, поэтому связь О-H является полярным. Атомы водорода несут частичный положительный заряд, а атом кислорода - частичный отрицательный заряд. В разных частях молекулы сосредоточены противоположные заряды. Таким образом, молекула воды является полярной, имеющий угловую форму и является электрическим диполем. Каждая молекула воды, как магнит, притягивает к себе другие молекулы или ионы. Поэтому, в отличие от большинства других жидкостей, вода является идеальным растворителем для многих веществ. Именно благодаря электростатической взаимодействия между частицами веществ, растворяются, и диполями воды в растворах образуются гидраты.

Следующей особенностью воды является то, что она имеет высокую константу диэлектрической проницаемости (78). Это значит, что в воде электростатическое притяжение двух противоположно заряженных ионов снижается в 78 раз. Т.е. связи между ионами в кристаллах при растворении в воде становятся в 78 раз слабее и кристалл значительно легче разрушается.

Растворяющие воздействию воды той или иной мере подвластны и твердые тела, и жидкости, и газы. Имея полярную молекулу, вода относится к полярных растворителей. Легче в ней растворяются вещества, имеющие полярные молекулы или ионные кристаллы. Хорошо растворимыми в воде и нейтральными соединениями являются глицерин и сахар, поскольку они способны образовывать специфические связи с молекулами растворителя.

Постоянно контактируя с множеством веществ, вода фактически всегда представляет собой раствор различного, зачастую очень сложного состава. Вода химически не изменяется под влиянием большинства тех соединений, которые она растворяет, и не изменяет их. То есть она является инертным растворителем, что важно для живых организмов на нашей планете, поскольку необходимые их тканям питательные вещества поступают в водных растворах в сравнительно устойчивом виде.


Лекция добавлена 28.02.2014 в 12:51:33