Mitä ovat hydrofobiset aineet?

Joku koulussa oli onnekas kemian oppitunneillavain kirjoittaa tylsää säätöä ja laskea molaarinen massa tai ilmaista valenssi, mutta myös katsoa, ​​miten opettaja tekee kokeita. Varsinkaan osana kokeilua, kuten taikaa, koeputkissa oleva neste muuttui väreiksi ennalta arvaamattomasti, ja jotain muuta voisi räjähtää tai polttaa hienosti. Ehkä ei ole niin tehokkaita, mutta silti mielenkiintoisia kokeita, joissa käytetään hydrofiilisiä ja hydrofobisia aineita. Muuten, mitä tämä on ja mitä he ovat uteliaita?

Fysikaaliset ominaisuudet

Kun kemian oppitunteja ohjataan seuraava elementtijaksottainen taulukko, samoin kuin kaikki tärkeimmät aineet, välttämättä keskusteltiin niiden eri ominaisuuksista. Sisältää niiden fysikaaliset ominaisuudet: tiheys, aggregaatti tila normaaleissa olosuhteissa, sulamis- ja kiehumispiste, kovuus, väri, sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus ja monet muut. Joskus puhutuivat sellaisista ominaisuuksista kuin hydrofobisuus tai hydrofiilisyys, mutta erikseen, ei yleensä puhu siitä. Sillä välin tämä on melko mielenkiintoinen aineosien ryhmä, joka on helposti nähtävissä jokapäiväisessä elämässä. Niinpä ei ole paikka, josta heistä on lisätietoja.

Hydrofobiset aineet

Esimerkkejä voidaan helposti ottaa elämästä.Joten, et voi sekoittaa vettä ja öljyä - tämä on tiedossa kaikille. Se ei yksinkertaisesti liukene, mutta se pysyy kuplien tai kalvon kellona pinnalla, koska sen tiheys on pienempi. Mutta miksi niin ja mitä muut ovat hydrofobisia aineita?

Yleensä tämä ryhmä sisältää rasvoja, jotkutproteiineja ja nukleiinihappoja sekä silikoneja. Aineiden nimi tulee kreikkalaisista sanoista vesi-vesi ja phobos-pelko, mutta tämä ei tarkoita sitä, että molekyylit pelkäävät. Yksinkertaisesti ne ovat pieniä tai täysin liukenemattomia, niitä kutsutaan myös ei-polaariksi. Absoluuttista hydrofobisuutta ei tapahdu, vaikka ne aineet, jotka eivät näennäisesti ole vuorovaikutuksessa veden kanssa, vielä adsorboituvat, vaikkakin merkityksettömissä määrissä. Käytännössä kuitenkin tällaisen materiaalin kosketus H: lla₂O näyttää kalvolta tai pisaroilta, tai neste pysyy pinnalla ja muodostaa pallon, koska sillä on pienin pinta-ala ja tarjoaa minimaalisen kosketuksen.

Hydrofobiset ominaisuudet selittyvät näiden tai muiden aineiden kemiallisella rakenteella. Tämä johtuu vesimolekyylin vetovoiman alhaisesta indeksistä, kuten esimerkiksi hiilivedyillä.

Hydrofiiliset aineet

Tämän ryhmän nimi, koska se on jo yksinkertainenarvaus, tulee myös kreikan sanoista. Mutta tässä tapauksessa philyn toinen osa on rakkaus, ja se täydellisesti luonnehtii tällaisten aineiden suhdetta veden kanssa - täydellinen "keskinäinen ymmärrys" ja täydellinen liukoisuus. Tämä ryhmä, jota kutsutaan toisinaan "polaariseksi", sisältää yksinkertaisia ​​alkoholeja, sokereita, aminohappoja jne. Niillä on näin ollen tällaisia ​​ominaisuuksia, koska niillä on suuri vetovoima vesimolekyylille. Tarkkaan ottaen kaikki aineet ovat itse asiassa hydrofiilisiä enemmän tai vähemmän.

amfifiilisiä

Ja onko se niin, että hydrofobiset aineet voivatjoilla on samanaikaisesti hydrofiiliset ominaisuudet? On selvää, kyllä! Tätä aineryhmää kutsutaan difiiliseksi tai amfifiiliseksi. On käynyt ilmi, että yksi ja sama molekyyli voi olla rakenteeltaan kuin liukeneva - polaarinen ja vettä hylkivä - ei-polaarisia osia. Tällaisilla ominaisuuksilla on esimerkiksi joitain proteiineja, lipidejä, pinta-aktiivisia aineita, polymeerejä ja peptidejä. Kosketuksiin veden kanssa ne muodostavat eri erityyppisillä ryhmillä: yksisolukerroksia, liposomit, misellit, kaksikerroksinen kalvot, rakkulat, jne polaariset ryhmät ovat tässä tapauksessa suunnattu nesteen ...

Arvo ja soveltaminen elämässä

Löydät veden ja öljyn vuorovaikutuksen lisäksion olemassa monia vahvistuksia siitä, että hydrofobisia aineita esiintyy lähes kaikkialla. Näin ollen metallien, puolijohteiden, eläinten ihon, kasvien lehtien ja hyönteisten kitininkannen puhtaat pinnat ovat samankaltaisia ​​ominaisuuksia.

Luonnossa molemmat aineet ovat tärkeitä.Niinpä hydrofiilejä käytetään ravintoaineiden kuljetuksessa eläinten ja kasvien organismeissa, ja lopulliset aineenvaihduntatuotteet saadaan myös biologisten nesteiden liuoksilla. Ei-polaarisilla aineilla on suuri merkitys solukalvojen muodostuksessa, joilla on selektiivinen läpäisevyys. Siksi tällaisilla ominaisuuksilla on tärkeä rooli biologisten prosessien aikana.

Viime vuosina tutkijat kehittävät uuttahydrofobiset aineet, joiden avulla on mahdollista suojata erilaisia ​​materiaaleja kosteudelta ja likaantumiselta, jolloin saadaan aikaan jopa itsetuhoiset pinnat. Vaatteet, metallituotteet, rakennusmateriaalit, autolasit - paljon sovelluksia. Tämän aiheen jatkokehittäminen johtaa monifobisten aineiden kehittämiseen, josta tulee likaa hylkiville pinnoille. Luomalla tällaisia ​​materiaaleja ihmiset voivat säästää aikaa, resursseja ja resursseja sekä mahdollisuuden vähentää puhdistusaineiden luonnollisen pilaantumisen astetta. Joten jatkokehitys hyödyttää kaikkia.