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Propriedades solventes da água

Por que a água é um bom solvente e quais tipos de moléculas se dissolvem melhor nela?

Introdução

A vida já te deu limões? Se já, sem dúvida você seguiu o velho ditado e fez limonada - envolvendo, claro, um monte de açúcar! Se você misturou açúcar na limonada (ou chá, ou qualquer outra bebida à base de água) e o observou dissolver, então, você já viu as propriedades solventes da água em ação. Um solvente é simplesmente uma substância que pode dissolver outras moléculas e compostos, que são conhecidos como solutos. Uma mistura homogênea de solvente e soluto chama-se solução e boa parte da química da vida ocorre em soluções aquosas, ou soluções em que a água é o solvente.
Por causa de sua polaridade e habilidade em formar ligações de hidrogênio, a água dá um excelente solvente, ou seja, ela pode dissolver diversos tipos de moléculas. A maioria das reações químicas importantes para a vida ocorrem em um ambiente aquoso dentro das células, e a capacidade da água em dissolver uma grande variedade de moléculas é essencial para permitir que essas reações químicas ocorram.

Propriedades solventes da água

Graças a sua capacidade de dissolver uma grande gama de solutos, às vezes a água é chamada de "solvente universal". Entretanto, este nome não é completamente correto, pois há algumas substâncias (como os óleos) que não se dissolvem na água. De forma geral, a água é boa para dissolver íons e moléculas polares, mas ruim para dissolver moléculas apolares. (Uma molécula polar é aquela que é neutra, ou sem carga, mas tem uma distribuição interna assimétrica de cargas, criando regiões parcialmente positivas e negativas).
A água interage de diferentes maneiras com substâncias com carga e polares em comparação com substâncias apolares por causa da polaridade de suas próprias moléculas. As moléculas de água são polares, com cargas parciais positivas nos hidrogênios, uma carga parcial negativa no oxigênio e uma estrutura geral curvada. A distribuição desigual de cargas em uma molécula de água reflete a maior eletronegatividade, ou avidez por elétrons, do oxigênio em relação ao hidrogênio: os elétrons compartilhados das ligações O-H passam mais tempo com o átomo de O que com os de H. Na imagem a seguir, as cargas parciais positivas e negativas de uma molécula de água estão representadas pelos símbolos δ+ and δ, respectivamente.
Em razão de sua polaridade, água pode formar interações eletrostáticas (atrações em função das cargas) com outras moléculas polares e íons. As moléculas polares e íons interagem com as extremidades parcialmente positivas e parcialmente negativas da água, com as cargas positivas atraindo as cargas negativas (assim como as extremidades + e - de ímãs). Quando há muitas moléculas de água em relação às moléculas de solutos, tal qual em uma solução aquosa, essas interações levam à formação de uma esfera tridimensional de moléculas de água, ou camada de solvatação, ao redor do soluto. Camadas de solvatação permitem que as partículas sejam dispersadas (se espalhem) uniformemente na água.
Imagem modificada de "Water: Figure 3," de OpenStax College, Biology (CC BY 3.0).
De que maneira a camada de solvatação faz com que um soluto se dissolva?Como exemplo, vamos considerar o que acontece com um composto iônico, tal qual o sal de cozinha (NaCl) quando ele é adicionado à água.
Se você misturar sal em água, a estrutura cristalina do NaCl vai começar a se dissociar em íons Na+ e Cl. (Dissociação é apenas um nome para o processo no qual um composto ou molécula se separa para formar íons.) As moléculas de água formam camadas de solvatação em torno dos íons: íons Na+ positivamente carregados são rodeados pelas cargas parcialmente negativas da extremidades oxigênio das moléculas de água, enquanto os íons Cl negativamente carregados são rodeados pelas cargas parcialmente positivas das extremidades hidrogênio. À medida que o processo continua, todos os íons dos cristais do sal de cozinha são envolvidos por camadas de solvatação e dispersados na solução.
Moléculas apolares, como gorduras e óleos, não interagem com a água e não formam camadas de solvatação. Essas moléculas não possuem regiões com cargas parciais positivas ou negativas, então elas não são atraídas eletrostaticamente pelas moléculas de água. Assim, em vez de dissolver-se, substâncias apolares (como, por ex., os óleos) permanecem separadas e formam camadas ou gotículas quando acrescentadas à água.

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  • Avatar starky tree style do usuário Leandro Isnard Cardoso Machado
    Até que ponto há ingestão de água com acidez de 5 na escala logarítmica pode afetar o sistema do nosso corpo?Isso pode causar problemas dentro do sistema cardíaco.
    (16 votos)
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    • Avatar hopper jumping style do usuário Lucas De Oliveira
      Supostamente, a ingestão de agua mais acida mudaria o equilibrio HC03^2 + H^+ <--> H2CO3 no sangue já que este se tornaria mais ácido fazendo com que o bulbo mudasse o ritmo respiratório para o aporte de oxigenio e, consequentemente, mudança temporária no ritmo cardiaco, mas isso não ocorre , pelo menos não perceptivelmente pelo fato atribuido somente a acidez.Acontece, sim, quando ao contrario sua demanda de oxigenio é grande pois há muito CO2 pra ser liberado, principalmente, na forma de CO2. Vê-se, que a acidez não altera o ph sanguineo de modo a torná-lo instavel ja que nada acontece por exemplo ao ingerirmos suco de limao muito mais acido ou pelo fato de nosso estomago produzir grande quantidade de HCL. Porém, em aguas tratadas - isso nao necessariamente pela acidez mas pelos elementos que causam essa acidez- pode haver excesso de cloro ou fluor adicionado. O fluor, por exemplo, sendo mais eletronegativo que o Oxigenio e altamente reativo pode sim gerar problemas de saúde.
      (27 votos)
  • Avatar piceratops seed style do usuário halexyar
    Apesar da semelhança molecular entre H2O e H2S, por que o sulfeto de hidrogênio não é considerado um bom solvente?
    (8 votos)
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    • Avatar aqualine ultimate style do usuário Louise Galluccio
      A grosso modo, podemos considerar que isso se deve ao fato do enxofre ter uma camada de valência a mais que o oxigênio. Daí tu podes pensar: se a camada de valência está mais distante do núcleo, então o enxofre tem mais facilidade de ganhar ou perder elétrons? Bom. A resposta seria perder elétrons (em comparação com o oxigênio), pois quanto mais distante a camada de valência estiver do núcleo, menos atração ela terá. Por isso que o oxigênio numa molécula de água, confere maior afinidade por elétrons que o enxofre numa molécula de H2S.

      Se eu fui claro, diga amém. Se não, misericórdia rsrs. Bons estudos.
      (19 votos)
  • Avatar old spice man green style do usuário Elizeuma Santos Pelaes
    Não entendi, tá tudo em inglês
    (4 votos)
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  • Avatar starky sapling style do usuário Patricia Machado
    A mistura de duas substâncias iônicas é possível? Se eu juntasse Cloreto de sódio com Brometo de potássio, por exemplo, seria possível a transformação do NaCl em KCl (ou KBr em NaBr)?
    E quais outras substâncias que podem agir como solvente? Todas as substâncias polares?
    (4 votos)
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    • Avatar hopper jumping style do usuário Epitácio Lima Barbosa Júnior
      Sim, a mistura de duas substâncias iônicas é possível até determinado ponto, já que ligações iônicas não seguem o padrão das covalentes de formar moléculas, mas sim cristais. Dependendo da pressão e calor, com a quebra parcial dessas ligações outro composto pode ser formado, mas o ponto de fusão e ebulição de compostos iônicos é altíssima, o que impossibilitaria esse processo nas condições normais de temperatura e pressão do meio.
      (6 votos)
  • Avatar blobby green style do usuário Valéria Lucasin
    Como se designa uma solução que contém a máxima quantidade possível de soluto dissolvido?
    (3 votos)
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    • Avatar blobby green style do usuário tuti.henrique
      É designada como solução super saturada. Está solução normalmente é produzida ao colocar a quantidade máxima de soluto em um solvente com a ajuda de calor para que, assim, o soluto seja completamente dissolvido. Porém, pelo fato de serem muito saturadas, conferem uma instabilidade, podendo gerar corpo de fundo a qualquer quantidade ou interação com outro soluto.
      (4 votos)
  • Avatar leafers tree style do usuário Ubiratan Moreira
    "(Uma molécula polar é aquela que é neutra, ou sem carga, mas tem uma distribuição interna assimétrica de cargas, criando regiões parcialmente positivas e negativas).". Achei essa parte do texto confusa. Alguém poderia me explicar melhor isso?
    (2 votos)
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    • Avatar blobby green style do usuário ana.aguiar
      é que existem as moléculas e os íons. Os íons tem carga positiva ou negativa definitivamente, as moléculas, não tem. Porém, no caso das polares, é como se as cargas que elas têm ficassem concentradas em um lado, no caso da água, as negativas ficam mais no oxigênio e as positivas se dividem nos dois átomos de hidrogênio, mas a molécula em si continua neutra (mesma quantidade de cargas negativas e positivas)
      (2 votos)
  • Avatar female robot grace style do usuário Renata  Sales
    O símbolo de carga parcial é o sigma né? Tem algo a ver com as ligações sigma e pi?
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  • Avatar blobby green style do usuário Ludimila Santos
    ate que ponto há ingestão
    (2 votos)
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