L'eau solvant - Notes de cours PDF

L'EAU SOLVANT Rappels sur la géométrie et la polarité de l’eau Géométrie de la molécule d'eau 1. L'eau (H₂O) est une petite molécule de forme coudée. 2. Elle adopte une configuration tétraédrique dans un contexte global. Polarité 1. L'eau est fortement polaire en raison de la différence d'é...

L'EAU SOLVANT Rappels sur la géométrie et la polarité de l’eau Géométrie de la molécule d'eau 1. L'eau (H₂O) est une petite molécule de forme coudée. 2. Elle adopte une configuration tétraédrique dans un contexte global. Polarité 1. L'eau est fortement polaire en raison de la différence d'électronégativité entre l'oxygène (O) et l'hydrogène (H). 2. Cela crée des régions de charges partielles positives (H) et une région de charge partielle négative (O). Liaisons hydrogène 1. Les molécules d'eau forment des liaisons hydrogène, qui sont responsables de nombreuses propriétés physiques uniques de l'eau. 2. En moyenne, chaque molécule d'eau forme 4 liaisons hydrogène dans la glace, 3 à 37°C dans l'eau liquide, et aucune dans la vapeur d'eau. Propriétés physiques 1. Température d'ébullition élevée (100°C à 1 atm), permettant à l'eau d'exister à l'état liquide aux températures ambiantes. 2. Glace moins dense que l'eau liquide, ce qui lui permet de flotter. 3. Élévation de la chaleur de vaporisation et chaleur spécifique élevée, contribuant à la régulation thermique dans les systèmes biologiques. L'EAU SOLVANT L’eau solvant biologique Solubilisation des sels minéraux Solubilisation des sels minéraux 1. Interactions ion-dipôle : 2. Les ions (cations et anions) interagissent avec l'eau par des forces ion-dipôle. 3. Exemple : les ions Na⁺ et Cl⁻ issus de la dissolution du sel NaCl. 4. Solvatation (hydratation) : 5. Lorsqu'un sel se dissout dans l'eau, les ions sont entourés et stabilisés par des molécules d'eau, un processus appelé solvatation ou hydratation. 6. Notation : Na⁺ (aq) et Cl⁻ (aq) pour indiquer que ces ions sont dans une solution aqueuse. 7. Importance de l'eau comme solvant : 8. L'eau, en raison de sa polarité, est un excellent solvant pour de nombreux sels minéraux et ions, facilitant leur disponibilité dans les systèmes biologiques. Solubilisation des molécules polaires Solubilisation des molécules polaires Diminution de la solubilité avec la taille : 1. À mesure que la taille des molécules polaires augmente, leur solubilité dans l'eau tend à diminuer. 2. Les grandes molécules sont souvent peu solubles à moins d'avoir des groupements capables d'établir des liaisons hydrogènes avec l'eau. Liaisons hydrogènes : 1. Les molécules organiques polaires établissent des liaisons hydrogènes avec l'eau, facilitant leur solubilisation sous forme hydratée. Exemples de molécules polaires : 1. Les petites molécules contenant des groupes OH, NH, ou CO (comme les alcools, amines, cétones, aldéhydes, et acides carboxyliques) sont généralement solubles. 2. Exemple spécifique : le saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁) se dissout dans l'eau et s'exprime en solution comme C₁₂H₂₂O₁₁ (aq). Hydrophilie, hydrophobie Voici un résumé concis sur l'hydrophilie et l'hydrophobie, basé sur le document : Hydrophilie 1. Désigne les molécules qui interagissent bien avec l'eau. 2. Généralement, les composés sont petits et polaires ou possèdent de nombreuses parties polarisées (exemple : saccharose). Hydrophobie 1. Se réfère aux molécules qui n'interagissent pas avec l'eau. 2. Ces molécules sont souvent apolaires et lipophiles (exemples : hydrocarbures). Composés amphiphiles 1. Certaines molécules possèdent à la fois une partie hydrophobe (chaîne carbonée non polarisée) et une extrémité hydrophile (groupes comme -OH ou -COOH). 2. Exemples : acides gras composants des lipides. 3. Ces molécules montrent des comportements variés tels que la formation de structures micellaires et des solutions colloïdales.