L'eau est un solvant universel aux proprietes spectaculaires. Pour les problemes de dissolution de substances diverses et variees, l'eau est simplement irremplacable, et ce ne sont pas nos cellules qui diront le contraire.

Tout d'abord, comprenons bien que la molecule d'eau, constituee d'un atome d'oxygene auquel sont lies deux atomes d'hydrogene, a une forme bien particuliere: Alors qu'on pourrait croire que l'eau est lineaire (H-O-H), la molecule a la forme d'un tetraedre deforme, au centre duquel se trouve l'atome d'oxygene. A deux des cretes du tetraedre se trouvent les deux atomes d'hydrogene, et aux deux autres cretes du tetraedre se trouvent deux paires d'electrons de l'atome d'oxygene. C'est le fait que ces paires d'electrons sont volumineuses qui produit un tetraedre deforme.

De plus, n'oublions pas que l'atome d'oxygene, qui est avide d'electrons, attire vers lui les electrons des deux atomes d'hydrogene. Il en resulte une molecule electroniquement inhomogene, un exces de charges negatives se situant sur l'atome d'oxygene, et une deficience de charges negatives (ou un exces de charges positives) se situant sur les deux atomes d'hydrogene.

La structure bien particuliere et l'inhomogeneite electronique de la molecule d'eau conferent des proprietes tout aussi particulieres a la molecule: On dit qu'elle est polaire. Par cette propriete, la molecule d'eau est capable de dissocier (casser) les molecules qui possedent une certaine polarite.

A titre d'exemple le plus simple, prenons le sel de cuisine, constitue de molecules de chlorure de sodium (NaCl) arrangees de maniere cristalline sous forme de cubes dans lesquels les atomes de Na sont entoures d'atomes de Cl, et vice-versa. Comme H2O, NaCl est electroniquement inhomogene: l'atome de chlore attire vers lui un electron de l'atome de sodium, et il en resulte une molecule polaire qui possede donc de grandes affinites avec l'eau.

Lorsqu'on ajoute des cristaux de chlorure de sodium dans de l'eau, ces derniers se dissocient en leurs ions respectifs, le cation Na+ et l'anion Cl-. Chaque ion va etre stabilise dans l'eau, car les molecules d'eau vont les entourer d'une maniere bien particuliere: Le cation Na+ sera entoure de molecules de H2O dont les atomes d'oxygene (charges negativement) seront orientes vers Na+ (les charges opposees s'attirant), tandis que l'anion Cl- sera entoure de molecules de H2O dont les atomes d'hydrogene (charges positivement) seront orientes vers Cl-. Cette configuration assure une grande stabilite aux ions Na+ et Cl- dans l'eau, et ceux-ci n'ont donc pas tendance a se recombiner pour former du NaCl solide. C'est la raison pour laquelle le sel de cuisine est fortement soluble dans l'eau (cela depend de la temperature, mais on peut dissoudre environ 300g de NaCl par litre d'eau).

Arrivons-en enfin au sucre. En est-il de meme pour le sucre que pour le sel? Eh bien non, justement!

Tout d'abord, le sucre, constitue d'atomes de carbone, d'oxygene et d'hydrogene, peut avoir de nombreuses declinaisons: Glucose, fructose, lactose, saccharose, etc.

Le sucre de table, ou sucre blanc, est le sucrose (ou saccharose), extrait de la betterave ou de la canne a sucre. Une molecule de saccharose contient 12 atomes de carbone, 11 atomes d'oxygene et 22 atomes d'hydrogene, C12H11O22.

Bien que les electrons presents dans les molecules de saccharose soient repartis de maniere relativement inhomogene (les electrons se situant plutot sur les atomes d'oxygene), la molecule n'est pas aussi polaire que le NaCl. En raison de cette propriete, le sucre de table ne se dissocie pas (ne se casse) pas en ions lorsqu'on l'introduit dans de l'eau.

La solubilisation du sucre dans l'eau procede par un mecanisme different de la solubilisation du sel. Les molecules de saccharose dans le sucre solide sont tres faiblement liees entre elles, et lorsque le solvant eau se retrouve en presence de sucre, il penetre la maille cristalline du sucre (comme il le fait pour le sel, d'ailleurs) et detache les molecules individuelles de la masse solide. Lorsqu'une molecule individuelle de saccharose, ayant conserve sa totale integrite (c'est-a-dire ne s'etant pas dissociee en ions, contrairement au Na+ et au Cl-), se retrouve dans l'eau, elle est simplement hydratee, mais protegee des autres molecules de saccharose par un groupe de molecules d'eau (ces dernieres constituent ce qu'on appelle la couche d'hydratation de la molecule de sucre).

On le voit, l'eau est susceptible de solubiliser des molecules tres polaires (p.ex. les sels, dont le sel de cuisine) en les "cassant" en leurs ions respectifs, mais egalement des molecules faiblement polaires (p.ex. le sucre de table) en detachant chaque molecule individuelle du solide sans les "casser".

Lorsque les substances considerees sont totalement non polaires (p.ex. des graisses ou des huiles), l'eau n'est pas en mesure de les solubiliser (ou en proportions extremement infimes).