Czym są substancje hydrofobowe?

Ktoś w szkole miał szczęście na lekcjach chemiipisz tylko nudną kontrolę i oblicz masę molową lub wskaż wartościowość, ale także zobacz, jak nauczyciel przeprowadza eksperymenty. Niezmiennie, w ramach eksperymentu, jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki, ciecz w probówkach zmieniła się nieprzewidywalnie, a coś innego mogło wybuchnąć lub ładnie się zapalić. Być może nie tak skuteczne, ale wciąż interesujące eksperymenty, w których stosuje się substancje hydrofilowe i hydrofobowe. A propos, co to jest i czym są ciekawi?

Właściwości fizyczne

Na lekcjach chemii, przekazując następny element zokresowy, a także wszystkie główne substancje, koniecznie omówiono ich różne cechy. W tym ich właściwości fizyczne: gęstość, stan skupienia w normalnych warunkach, temperatura topnienia i temperatura wrzenia, twardość, kolor, przewodność elektryczna, przewodność cieplna i wiele innych. Czasami mówiono o takich właściwościach jak hydrofobowość lub hydrofilowość, ale oddzielnie, z reguły, nie mów o tym. Tymczasem jest to dość interesująca grupa substancji, które można łatwo spotkać w życiu codziennym. Więc nie jest nie na miejscu, aby dowiedzieć się więcej na ich temat.

Substancje hydrofobowe

Przykłady można łatwo oderwać od życia. Tak więc nie można mieszać wody i oleju - to jest znane wszystkim. Po prostu nie rozpuszcza się, ale pozostaje pozostawić pęcherzyki lub folię na powierzchni, ponieważ jej gęstość jest mniejsza. Ale dlaczego tak i czym jeszcze są substancje hydrofobowe?

Zwykle ta grupa zawiera tłuszcze, niektórebiałka i kwasy nukleinowe, a także silikony. Nazwa substancji pochodzi od greckich słów hydor - woda i fobos - strach, ale to nie znaczy, że molekuły się boją. Po prostu są małe lub całkowicie nierozpuszczalne, są również nazywane niepolarnymi. Absolutna hydrofobowość się nie zdarza, nawet te substancje, które w ogóle nie wchodzą w interakcje z wodą, nadal ją adsorbują, choć w niewielkich ilościach. W praktyce jednak kontakt takiego materiału z H₂O wygląda jak film lub krople, lub ciecz pozostaje na powierzchni i przyjmuje postać kuli, ponieważ ma najmniejszą powierzchnię i zapewnia minimalny kontakt.

Właściwości hydrofobowe są wyjaśnione przez strukturę chemiczną tych lub innych substancji. Wynika to z niskiego wskaźnika przyciągania do cząsteczki wody, jak dzieje się na przykład z węglowodorami.

Substancje hydrofilowe

Nazwa tej grupy, ponieważ jest już prostazgadnij, również pochodzi od greckich słów. Ale w tym przypadku druga część philia jest miłością i doskonale charakteryzuje związek takich substancji z wodą - pełne "wzajemne zrozumienie" i doskonałą rozpuszczalność. Ta grupa, czasami określana jako "polarna", obejmuje proste alkohole, cukry, aminokwasy itp. W związku z tym mają takie właściwości, ponieważ mają wysoką energię przyciągania do cząsteczki wody. Ściśle mówiąc, w rzeczywistości wszystkie substancje są w większym lub mniejszym stopniu hydrofilowe.

Amfifilowy

I czy to możliwe, aby substancje hydrofobowe mogłyjednocześnie mają właściwości hydrofilowe? Okazuje się, tak! Ta grupa substancji nazywa się diphilic lub amfifilowy. Okazuje się, że ta sama cząsteczka może mieć w swej strukturze zarówno elementy rozpuszczalne - polarne, jak i nieprzepuszczające wody - niepolarne. Takie właściwości, na przykład, mają pewne białka, lipidy, surfaktanty, polimery i peptydy. Podczas interakcji z wodą tworzą różne struktury nadcząsteczkowe: monowarstwy, liposomy, micele, dwuwarstwowe błony, pęcherzyki itp. Grupy polarne są następnie zorientowane na ciecz.

Wartość i zastosowanie w życiu

Oprócz interakcji wody i oleju, można znaleźćistnieje wiele potwierdzeń, że substancje hydrofobowe napotykają prawie wszędzie. Tak więc, czyste powierzchnie metali, półprzewodników, a także skóry zwierząt, liści roślin, chitynowe pokrycie owadów, mają podobne właściwości.

W przyrodzie ważne są oba rodzaje substancji. Tak więc, hydrofile są stosowane w transporcie składników odżywczych w organizmach zwierząt i roślin, końcowe produkty metabolizmu są również uzyskiwane za pomocą roztworów płynów biologicznych. Substancje niepolarne mają duże znaczenie w tworzeniu błon komórkowych o selektywnej przepuszczalności. Właśnie dlatego takie właściwości odgrywają ważną rolę w przebiegu procesów biologicznych.

W ostatnich latach naukowcy opracowują nowesubstancje hydrofobowe, za pomocą których można chronić różne materiały przed zwilżaniem i zabrudzeniem, tworząc w ten sposób nawet samoczyszczące się powierzchnie. Ubrania, wyroby metalowe, materiały budowlane, szkło samochodowe - wiele zastosowań. Dalsze badania tego tematu doprowadzą do opracowania substancji wielofobowych, które staną się podstawą dla powierzchni odpornych na zabrudzenia. Tworząc takie materiały, ludzie będą mogli zaoszczędzić czas, zasoby i zasoby, a także możliwość zmniejszenia stopnia zanieczyszczenia przyrody przez środki czyszczące. Więc dalszy rozwój przyniesie korzyści wszystkim.