Co jsou to hydrofobní látky?

Někteří lidé ve škole měli štěstí v hodinách chemie nejen psát nudnou kontrolu a vypočítávat molární hmotu nebo ukazovat valence, ale také podívat se na to, jak učitel provádí experimenty. Jako součást experimentu, jako kdyby kouzlo, změnila kapalina ve zkumavkách barvu nepředvídatelně a něco jiného by mohlo vybuchnout nebo pálit pěkně. Snad ne tak efektivní, ale přesto zajímavé experimenty, ve kterých se používají hydrofilní a hydrofobní látky. Mimochodem, co je to a co jsou zvědaví?

Fyzikální vlastnosti

Při výuce chemie, předávání dalšího elementu z periodické tabulky, stejně jako všech základních látek, bylo nutné mluvit o jejich různých charakteristikách. Včetně jejich fyzikálních vlastností: hustota, agregátní stav za normálních podmínek, bod tání a teploty varu, tvrdost, barvu, elektrickou vodivost, tepelnou vodivost a mnoho dalších. Někdy se hovořily o takových vlastnostech, jako je hydrofobicita nebo hydrofilnost, ale oddělené, zpravidla o tom nemluvíme. Mezitím je to docela zajímavá skupina látek, se kterými se snadno setkáváme v každodenním životě. Takže není to místo, kde se o nich dozvíte víc.

Hydrofobní látky

Příklady lze snadno vzít ze života. Nemůžete tedy míchat vodu a olej - to je známo všem. Jednoduše se nerozpouští, ale na povrchu zůstává plovoucí bubliny nebo film, protože jeho hustota je menší. Ale proč a co další jsou hydrofobní látky?

Obvykle tato skupina obsahuje tuky, některé bílkoviny a nukleové kyseliny, stejně jako silikony. Název látek pochází z řeckého slova "hydor - voda" a "phobos" - strach, ale to neznamená, že se molekuly bojí. Jednoduše jsou malé nebo úplně nerozpustné, jsou také nazývány nepolárními. Absolutní hydrofobicita se neděje, dokonce ani ty látky, které zdánlivě vůbec nereagují s vodou, stále ji adsorbují, i když v nevýznamných množstvích. V praxi však kontakt tohoto materiálu s H₂O vypadá jako film nebo kapičky, nebo kapalina zůstává na povrchu a má tvar koule, protože má nejmenší povrch a poskytuje minimální kontakt.

Vysvětlené jsou hydrofobní vlastnosti chemická struktura těchto látek nebo jiných látek. To je způsobeno nízkým indexem přitažlivosti molekulu vody, jako tomu je například u uhlovodíků.

Hydrofilní látky

Jméno této skupiny, jak lze snadno odhadnout, také pochází z řeckých slov. Ale v tomto případě je druhá část filia láska a dokonale charakterizuje vztah těchto látek s vodou - úplné "vzájemné porozumění" a dokonalou rozpustnost. V této skupině se někdy nazývá „polární“ zahrnují jednoduché alkoholy, cukry, aminokyseliny a podobně. D. V souladu s tím mají tyto vlastnosti, protože mají vysokou energetickou přitažlivost k molekulami vody. Přísně řečeno, ve skutečnosti jsou všechny látky hydrofilní ve větší či menší míře.

Amfifilní

Stává se, že hydrofobní látky mohou současně vykazovat obě hydrofilní vlastnosti? Ukázalo se, ano! Tato skupina látek se nazývá diphilní nebo amfifilní. Ukazuje se, že stejná molekula může mít ve své struktuře rozpustné - polární a vodu odpuzující - nepolární prvky. Tyto vlastnosti mají například některé proteiny, lipidy, povrchově aktivní látky, polymery a peptidy. Při styku s vodou vytvářejí různé supramolekulární struktury: monovrstvy, liposomy, micely, dvojvrstvé membrány, váčky, atd polární skupiny v tomto případě jsou orientovány do kapaliny ...

Hodnota a aplikace v životě

Kromě interakce vody a oleje existuje mnoho potvrzení, že hydrofobní látky se vyskytují téměř všude. Takže čisté povrchy kovů, polovodičů, stejně jako kůže zvířat, listů rostlin, chitinózní kryt hmyzu mají podobné vlastnosti.

V přírodě jsou důležité oba typy látek. Takže hydrofily se používají v dopravě živin v organismech zvířat a rostlin se konečné produkty metabolismu také získávají pomocí roztoků biologických tekutin. Nepolární látky mají velký význam při tvorbě buněčných membrán, které mají selektivní propustnost. Proto tyto vlastnosti hrají důležitou roli v průběhu biologických procesů.

V posledních letech se vědci vyvíjejí všechny nové hydrofobní látky, s nimiž můžete chránit různé materiály před navlhčením a znečištěním, a tak vytvářet i samočistící povrchy. Oděvy, kovové výrobky, stavební materiály, automobilové sklo - spousta aplikací. Další studium tohoto tématu povede k vývoji multifobických látek, které se stanou hlavními pro povrchy odpuzující nečistoty. Vytvářením takových materiálů lidé budou moci šetřit čas, peníze a zdroje, stejně jako možnost snížit míru znečištění přírody čisticí prostředky. Takže další vývoj přinese prospěch všem.