Um direkt zu sagen, woher der Ausdruck kommt:

Wasser wird als "universelles Lösungsmittel" bezeichnet, da es mehr Substanzen löst als jede andere Flüssigkeit. - USGS

Was sind ideale Eigenschaften des Lösungsmittels?

Die Stärke eines Lösungsmittels kann auf die Stärke seiner intermolekularen Kräfte wie zurückgeführt werden Londoner Kräfte, Dipol-Dipol-Kräfte, ioneninduzierter Dipol und Wasserstoffbrückenbindung. Dies sind Anziehungs- und Abstoßungskräfte. Solvatation tritt auf, wenn ein Molekül von dem Lösungsmittel umgeben ist. Wenn also starke intermolekulare Kräfte vorhanden sind, tritt eine stärkere Solvatisierung auf.

Die Wasserstoffbindung

Wasser nutzt die Wasserstoffbindung, eine Art intermolekulare Kraft, die auftritt, wenn Wasserstoff von den elektronegativen Atomen Stickstoff angezogen wird , Sauerstoff oder Fluor. Wasserstoffbrückenbindung ist die stärkste intermolekulare Kraft.

Hydrophobie

Wasser ist ein großartiges Lösungsmittel für hydrophile Moleküle, hydrophobe Moleküle jedoch per Definition nicht leicht durch Wasser gestört. Dies macht eine klare Ausnahme von der Idee "Universal Solvent". Ich habe keine Literatur gelesen, in der behauptet wird, es sei tatsächlich das beste Lösungsmittel, aber es funktioniert in vielen chemischen Situationen gut.

TL; DR: Wasser ist unglaublich einfach zu beschaffen und zu verarbeiten.

In vollem Umfang

Wasser ist ein gutes Lösungsmittel für Polar Verbindungen ^{[Zitieren erforderlich] sup>, und die Gründe dafür werden von John Snow ziemlich gut dargelegt, aber das macht es nicht wirklich zum universellen Lösungsmittel.}

Stattdessen eine Reihe von andere zufällige Eigenschaften machen es zu einer beliebten Wahl:

Verfügbarkeit

Es gibt viel viel Wasser ^{[Zitieren erforderlich] sup>. Es fällt buchstäblich vom Himmel. Dies bedeutet, dass es für die meisten Anwendungen das absolut billigste verfügbare Lösungsmittel ist.}

Reaktivität

Wasser ist ein relativ stabiles Molekül. Es wird erwartet, dass nur wenige Dinge, die Sie in Wasser auflösen können, signifikant damit reagieren. Es brennt oder verbrennt nicht leicht, selbst in Dampfform, und seine hohe Wärmekapazität und -prävalenz (siehe oben) bedeutet, dass es die meisten möglicherweise auftretenden außer Kontrolle geratenen Reaktionen wie Brände effektiv auslöschen kann (es gibt Zeiten, in denen Wasser zu a hinzugefügt wird Feuer ist eine schlechte Idee, besonders vielleicht in einem Labor, aber selbst in diesen Fällen kann das Problem durch Hinzufügen von viel Wasser gelöst werden.

Toxizität

Im Gegensatz zu einigen anderen gängigen Lösungsmitteln ist Wasser nicht toxisch [Zitieren erforderlich] sup> und stellt keine Bio- oder Umweltgefährdung dar. Dies bedeutet, dass nicht verwendetes Lösungsmittel ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen entsorgt werden kann, und wenn der gelöste Stoff trivial entsorgt werden kann, kann auch das Lösungsmittel entsorgt werden.

Reinheit und Stabilität

Wasser ist überall [Zitieren erforderlich] sup>, was ihm eine weitere einzigartige Eigenschaft verleiht: Im Gegensatz zu vielen anderen Lösungsmitteln absorbiert Wasser keinen atmosphärischen Wasserdampf und verringert selbstverständlich seine Reinheit. (Es wird natürlich immer noch Wasser mit dem atmosphärischen Dampf austauschen, aber es ändert seine Zusammensetzung nicht wesentlich.)

Destilliertes 100% iges Wasser bleibt mehr oder weniger rein, es sei denn, es wird aktiv etwas hinzugefügt, was zwar nicht einzigartig, aber nützlich und etwas ungewöhnlich ist. Wassermoleküle zersetzen sich unter den meisten gesunden Bedingungen auch nicht spontan.

Betriebstemperaturen

Wasser ist in einem weiten Temperaturbereich von 0 ° C bis 100 ° C flüssig. Unter Laborbedingungen von ~ 1 atm und 20-25 ° C ist Wasser eine gut erzogene und praktische Flüssigkeit.

Während die flüssige Phase in einem weiten Temperaturbereich verfügbar ist, ist sie fest und gasförmig Zustände sind nicht unerreichbar, wenn selbst extrem grundlegende Geräte verwendet werden. Das Abkühlen des Wassers auf weit unter den Gefrierpunkt, z. B. -18 ° C, oder auf das Kochen ist eine triviale Aufgabe. Dabei werden Geräte verwendet, die nicht nur in jedem Labor, sondern auch in den meisten Haushalten verfügbar sind.

Wasser ist nicht immer das beste Werkzeug für den Job, aber es ist fast immer ein gutes oder großartiges, zumindest wenn mit polaren Verbindungen gearbeitet wird. Eine übliche Alternative zu Wasser ist Ethylalkohol, der ähnliche polare Eigenschaften und Betriebstemperaturen aufweist, aber Ethanol weist Schwächen in den anderen hier genannten Kategorien auf, d. H. Seine Reaktivität, seine Absorption von Wasserdampf und seinen Preis

Nur um eine alternative Antwort zu geben:

Betrachten Sie eine Lösungsmittel-Mischbarkeitstabelle wie die verknüpfte.

Was ist das am wenigsten mischbare Lösungsmittel? Wasser! Wasser ist das schlechteste Lösungsmittel. Wasser ist mit 17 von 30 der anderen aufgeführten Lösungsmittel nicht mischbar.

Die Tabelle enthält 6 Lösungsmittel, die mit allen anderen Lösungsmitteln mischbar sind: Ethanol, Aceton, Tetrahydrofuran, n-&-Isopropanol und Dioxan.

Warum ist Wasser so ein schlechtes Lösungsmittel? Wasserstoffbrücken. Wassermoleküle sind stark wasserstoffgebunden an andere Wassermoleküle. Um etwas anderes aufzulösen, müssen diese Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen werden.

Eine andere Perspektive finden Sie im Periodensystem. Was löst sich Wasser stabil auf? Löst Wasser Gold, Silber, Kupfer, Zinn, Blei, Aluminium und viele andere Metalle und Metalloide wie Antimon, Silizium und Germanium wie Quecksilber?

Wasser ist nichts Universelles, außer dass es viel davon auf der Erde gibt und wir es brauchen, um zu leben.

Da Wasser, wie Sie bemerken, polar ist und "Gleiches löst Gleiches auf" ein gutes Prinzip bleibt, denke ich, dass die Antwort lautet, dass viele, viele Substanzen polar sind. Die meisten (ionischen) Salze sind zum Beispiel. Sogar Substanzen, die polar kovalent sind, sind zumindest leicht polar und daher etwas löslich (und unter Rühren löslicher). Sie müssen also wirklich unpolar sein (z. B. Kohlenwasserstoffe, "Öle"), um nicht in Wasser löslich zu sein.

Es lohnt sich, einen Teil der Geschichte hinter dem Begriff "universelles Lösungsmittel" zu erwähnen und zu erklären, warum es verwendet wird, obwohl Wasser nicht wirklich universell oder sogar notwendigerweise das vielseitigste verfügbare Lösungsmittel ist.

Bevor es Chemie gab und bevor Wissenschaft als die Praxis existierte, die wir heute erkennen würden, war Alchemie eine wichtige Protowissenschaft. Eine Reihe wichtiger Durchbrüche und Verfeinerungen kam durch die Arbeit von Alchemisten zustande, und trotz allem, was oft in Mystik (und manchmal auch Betrug) begraben wurde, begann die Alchemie mit der Erforschung der chemischen Eigenschaften von Materie. Die Chemie entwickelte sich größtenteils als Reaktion auf die Alchemie, indem sie die mystischen Grundlagen zurückwies und die wissenschaftliche Methode anwendete.

Innerhalb der Alchemie bestand der Glaube an die Existenz eines "universellen Lösungsmittels", das Teil des Prozesses sein würde zur Herstellung des Stein der Weisen und / oder zur Umwandlung von Blei in Gold. Zahlreiche Alchemisten gaben an, zu wissen, wie man es herstellt, während viele andere es als eines ihrer wichtigsten, übergeordneten Ziele betrachteten, den schwierigsten oder geheimsten Schritt, um die Kräfte zu erlangen, von denen sie glaubten, dass sie durch Alchemie erreicht werden könnten.

Offensichtlich wurde nie eine Chemikalie mit den für dieses universelle Lösungsmittel beschriebenen Eigenschaften gefunden. Aufgrund der kritischen Verwendung von Wasser als Standardlösungsmittel bei chemischen Arbeiten wurde es jedoch häufig mit dem Titel bezeichnet. Andere Antworten beschreiben besser als ich, warum Wasser ein besonders nützliches Lösungsmittel ist.