Noen på skolen var heldige i kjemitimen som ikke bare skrev kjedelige prøver og beregnet molar masse eller angi valens, men også å se hvordan læreren utfører eksperimenter. Som en del av eksperimentet, som ved et trylleslag, endret væskene i reagensrørene uforutsigbart farge, og noe annet kunne eksplodere eller brenne vakkert. Kanskje ikke så spektakulære, men likevel interessante eksperimenter der hydrofile og hydrofobe stoffer brukes. Forresten, hva er de og hvorfor er de nysgjerrige?
Fysiske egenskaper
I kjemitimene, gjennom å gå gjennom det neste elementet fra det periodiske systemet, så vel som alle de grunnleggende stoffene, snakket vi nødvendigvis om deres ulike egenskaper. Spesielt ble deres fysiske egenskaper berørt: tetthet, aggregeringstilstand under normale forhold, smelte- og kokepunkter, hardhet, farge, elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og mange andre. Noen ganger var det snakk om slike egenskaper som hydrofobicitet eller hydrofilisitet, men som regel snakker de ikke om dette separat. I mellomtiden er dette en ganske interessant gruppe stoffer som lett kan møtes i hverdagen. Så det er ikke malplassertvil lære mer om dem.
Hydrofobe stoffer
Eksempler kan enkelt hentes fra livet. Så du kan ikke blande vann med olje - alle vet dette. Den løses rett og slett ikke opp, men forblir flytende som bobler eller en film på overflaten, siden dens tetthet er mindre. Men hvorfor er dette og hvilke andre hydrofobe stoffer finnes?
Vanligvis inkluderer denne gruppen fett, noen proteiner og nukleinsyrer, samt silikoner. Navnet på stoffene kommer fra de greske ordene hydor - vann og phobos - frykt, men dette betyr ikke at molekylene er redde. Det er bare det at de er lite eller helt uløselige, de kalles også ikke-polare. Absolutt hydrofobitet eksisterer ikke, selv de stoffene som, det ser ut til, ikke interagerer med vann i det hele tatt, adsorberer det fortsatt, om enn i ubetydelige mengder. I praksis ser kontakten av et slikt materiale med H2O ut som en film eller dråper, eller væsken forblir på overflaten og tar form av en ball, siden den har den minste overflate og gir minimal kontakt.
Hydrofobe egenskaper forklares av den kjemiske strukturen til visse stoffer. Dette skyldes den lave tiltrekningen til vannmolekylet, slik det for eksempel skjer med hydrokarboner.
Hydrofile stoffer
Navnet på denne gruppen, som du kanskje gjetter, kommer også fra greske ord. Men i dette tilfellet er den andre delen av philia kjærlighet, og dette karakteriserer perfekt forholdet mellom slike stoffer og vann -fullstendig "gjensidig forståelse" og utmerket løselighet. Denne gruppen, noen ganger k alt "polar", inkluderer enkle alkoholer, sukkerarter, aminosyrer, etc. Følgelig har de slike egenskaper, siden de har en høy tiltrekningsenergi til vannmolekylet. Strengt tatt er faktisk alle stoffer hydrofile i større eller mindre grad.
amfifilisitet
Henter det at hydrofobe stoffer samtidig kan ha hydrofile egenskaper? Det viser seg ja! Denne gruppen av stoffer kalles difile, eller amfifile. Det viser seg at det samme molekylet i sin struktur kan ha både løselige - polare, og vannavstøtende - ikke-polare elementer. Slike egenskaper har for eksempel noen proteiner, lipider, overflateaktive stoffer, polymerer og peptider. Når de interagerer med vann, danner de ulike supramolekylære strukturer: monolag, liposomer, miceller, tolagsmembraner, vesikler osv. I dette tilfellet viser polare grupper seg å være orientert mot væsken.
Mening og anvendelse i livet
I tillegg til samspillet mellom vann og olje, er det mye som tyder på at hydrofobe stoffer finnes nesten over alt. Så rene overflater av metaller, halvledere, så vel som dyrehud, planteblader, insektkitindeksel har lignende egenskaper.
I naturen er begge typer stoffer viktige. Således brukes hydrofiler i transport av næringsstoffer i dyre- og planteorganismer, sluttprodukterutveksling skilles også ut ved hjelp av løsninger av biologiske væsker. Ikke-polare stoffer har stor betydning for dannelsen av cellemembraner med selektiv permeabilitet. Det er derfor slike egenskaper spiller en viktig rolle i løpet av biologiske prosesser.
De siste årene har forskere utviklet flere og flere nye hydrofobe stoffer, som det er mulig å beskytte ulike materialer mot fukting og forurensning med, og dermed skape jevne selvrensende overflater. Klær, metallprodukter, byggematerialer, bilglass - det er mange bruksområder. Videre studier av dette emnet vil føre til utvikling av multifobe stoffer som vil bli grunnlaget for smussavvisende overflater. Ved å lage slike materialer kan folk spare tid, penger og ressurser, og det vil også være mulig å redusere graden av forurensning av naturen med rengjøringsmidler. Så videre utvikling vil komme alle til gode.
