Quali sono le sostanze idrofobiche?

Qualcuno a scuola è stato fortunato alle lezioni di chimicabasta scrivere un controllo noioso, calcolare la massa molare o indicare la valenza, ma anche osservare come l'insegnante conduce gli esperimenti. Invariabilmente, come parte dell'esperimento, come per magia, il liquido nelle provette cambiava colore in modo imprevedibile, e qualcos'altro poteva esplodere o bruciare bene. Forse non così efficaci, ma ancora interessanti esperimenti in cui vengono utilizzate sostanze idrofile e idrofobiche. A proposito, cos'è questo e di cosa sono curiosi?

Proprietà fisiche

Alle lezioni di chimica, passando il prossimo elemento datavola periodica, così come tutte le principali sostanze, è stato necessariamente discusso le loro varie caratteristiche. Comprese le loro proprietà fisiche: densità, stato aggregato in condizioni normali, punto di fusione e di ebollizione, durezza, colore, conduttività elettrica, conduttività termica e molti altri. A volte si parlava di caratteristiche come l'idrofobia o l'idrofilia, ma separatamente, di regola, non ne parliamo. Nel frattempo, questo è un gruppo abbastanza interessante di sostanze che possono essere facilmente incontrate nella vita di tutti i giorni. Quindi non è fuori luogo per saperne di più su di loro.

Sostanze idrofobiche

Gli esempi possono essere facilmente tolti dalla vita.Quindi, non puoi mescolare acqua e olio: questo è noto a tutti. Semplicemente non si dissolve, ma rimane a galleggiare bolle o un film sulla superficie, poiché la sua densità è inferiore. Ma perché così e cos'altro sono sostanze idrofobiche?

Di solito questo gruppo include grassi, alcuniproteine ​​e acidi nucleici, così come siliconi. Il nome delle sostanze deriva dalle parole greche hydor - water e phobos - fear, ma questo non significa che le molecole abbiano paura. Semplicemente sono poco o completamente insolubili, sono anche chiamati non polari. L'idrofobicità assoluta non avviene, anche quelle sostanze che apparentemente non interagiscono con l'acqua, comunque la assorbono, anche se in quantità insignificanti. In pratica, tuttavia, il contatto di tale materiale con H₂O sembra un film o gocce, o il liquido rimane sulla superficie e assume la forma di una palla, perché ha la superficie più piccola e fornisce un contatto minimo.

Le proprietà idrofobiche sono spiegate dalla struttura chimica di queste o altre sostanze. Ciò è dovuto al basso indice di attrazione della molecola d'acqua, come accade ad esempio con gli idrocarburi.

Sostanze idrofile

Il nome di questo gruppo, in quanto è già sempliceindovina, viene anche dalle parole greche. Ma in questo caso, la seconda parte della philia è l'amore, e caratterizza perfettamente la relazione di tali sostanze con l'acqua - completa "comprensione reciproca" e perfetta solubilità. Questo gruppo, a volte chiamato "polare", include alcoli semplici, zuccheri, amminoacidi, ecc. Di conseguenza, hanno tali caratteristiche, poiché hanno un'alta energia di attrazione per la molecola d'acqua. A rigor di termini, infatti, tutte le sostanze sono idrofiliche in misura maggiore o minore.

amphiphilic

Ed è così che le sostanze idrofobiche possonocontemporaneamente hanno proprietà idrofile? Si scopre, sì! Questo gruppo di sostanze è chiamato diphilic o anfifilico. Risulta che la stessa molecola può avere nella sua struttura sia elementi solubili - polari che idrorepellenti - non polari. Tali proprietà, per esempio, hanno alcune proteine, lipidi, tensioattivi, polimeri e peptidi. Quando interagiscono con l'acqua, formano varie strutture supermolecolari: monostrati, liposomi, micelle, membrane di doppio strato, vescicole, ecc. I gruppi polari sono quindi orientati al liquido.

Valore e applicazione nella vita

Oltre all'interazione tra acqua e olio, puoi trovareci sono molte conferme che le sostanze idrofobiche si incontrano quasi ovunque. Così, le superfici pure dei metalli, dei semiconduttori, così come la pelle degli animali, le foglie delle piante, la copertura chitinosa degli insetti, hanno proprietà simili.

In natura, entrambi i tipi di sostanze sono importanti.Pertanto, gli idrofili sono utilizzati nel trasporto di nutrienti negli organismi di animali e piante, i prodotti finali del metabolismo sono anche derivati ​​mediante soluzioni di liquidi biologici. Le sostanze non polari sono di grande importanza nella formazione delle membrane cellulari che hanno una permeabilità selettiva. Questo è il motivo per cui tali proprietà svolgono un ruolo importante nel corso dei processi biologici.

Negli ultimi anni, gli scienziati stanno sviluppando nuovisostanze idrofobiche, grazie alle quali è possibile proteggere vari materiali dalla bagnatura e dallo sporco, creando così superfici autopulenti. Vestiti, prodotti in metallo, materiali da costruzione, vetro per auto: molte applicazioni. Ulteriori studi su questo argomento porteranno allo sviluppo di sostanze multi-fobiche, che diventeranno le principali per le superfici anti-sporco. Creando tali materiali, le persone saranno in grado di risparmiare tempo, risorse e risorse, nonché l'opportunità di ridurre il grado di inquinamento della natura da parte dei detergenti. Quindi ulteriori sviluppi andranno a beneficio di tutti.