Що таке гідрофобні речовини?
Декому в школі пощастило на уроках хімії не тільки писати нудні контрольні і обчислювати молярну масу або вказувати валентність, а й дивитися на те, як учитель проводить досліди. Незмінно в рамках експерименту як за помахом чарівної палички рідини в пробірках непередбачувано міняли колір, а ще що-небудь могло вибухнути або красиво згоріти. Мабуть, не так ефектні, але все одно цікаві досліди, в яких використовуються гідрофільні і гідрофобні речовини. До речі, що це і чим вони цікаві?
Фізичні властивості
На уроках хімії, проходячи черговий елемент з періодичної таблиці, а також всі основні речовини, обов`язково йшлося про їх різних характеристиках. В тому числі порушувалися їхні фізичні властивості: щільність, агрегатний стан в нормальних умовах, температура плавлення і кипіння, твердість, колір, електропровідність, теплопровідність і багато інших. Іноді йшлося про такі характеристики, як гидрофобность або гідрофільність, проте окремо, як правило, про це не говорять. Тим часом це досить цікава група речовин, з якою легко можна зіткнутися в повсякденному житті. Так що незайвим буде дізнатися про них більше.
Гідрофобні речовини
Приклади легко можна взяти з життя. Так, не можна змішати воду з маслом - це відомо всім. Воно просто не розчиняється, а залишається плавати бульбашками або плівкою на поверхні, оскільки його щільність менше. Але чому так і які існують ще гідрофобні речовини?
Зазвичай до цієї групи відносять жири, деякі білки і нуклеїнові кислоти, а також силікони. Назва речовин походить від грецьких слів hydor - вода і phobos - страх, але це не означає, що молекули бояться. Просто вони є мало або зовсім нерозчинними, їх ще називають неполярними. Абсолютної гидрофобности не буває, навіть ті речовини, які, здавалося б, зовсім не взаємодіють з водою, все-таки адсорбируют її, хоч і в незначних кількостях. На практиці ж контакт такого матеріалу з H2O виглядає у вигляді плівки або крапельок, або рідина залишається на поверхні і приймає форму кулі, оскільки він має найменшу площу поверхні і забезпечують мінімальний контакт.
Гідрофобні властивості пояснюються хімічною структурою тих чи інших речовин. Це пов`язано з низьким показником тяжіння до молекулі води, як це відбувається, наприклад, з вуглеводнями.
Гідрофільні речовини
Назва цієї групи, як уже нескладно здогадатися, теж походить від грецьких слів. Але в даному випадку друга частина philia - любов, і це чудово характеризує відносини таких речовин з водою - повне "взаєморозуміння" і прекрасна розчинність. У цю групу, іноді звану "полярної", відносяться прості спирти, цукру, амінокислоти і т. Д. Відповідно, вони володіють такими характеристиками, оскільки мають високу енергію тяжіння до молекули води. Строго кажучи, взагалі-то всі речовини є гідрофільними в більшій чи меншій мірі.
Амфіфільних
А чи буває так, що гідрофобні речовини можуть одночасно мати і гідрофільні властивості? Виявляється, так! Цю групу речовин називають дифільних, або амфіфільних. Виявляється, одна і та ж молекула може мати у своїй структурі як розчинні - полярні, так і водовідштовхувальні - неполярні елементи. Такими властивостями, наприклад, володіють деякі білки, ліпіди, поверхнево-активні речовини, полімери і пептиди. При взаємодії з водою вони утворюють різні надмолекулярних структури: моношари, ліпосоми, міцели, біслойную мембрани, везикули і т. Д. Полярні групи при цьому виявляються орієнтованими до рідини.
Значення і застосування в житті
Крім взаємодії води і масла, можна знайти чимало підтверджень тому, що гідрофобні речовини зустрічаються чи не повсюдно. Так, чисті поверхні металів, напівпровідників, а також шкіра тварин, листя рослин, хітиновий покрив комах володіють подібними властивостями.
У природі обидва види речовин мають важливе значення. Так, гідрофілен використовуються в транспорті поживних речовин в організмах тварин і рослин, кінцеві продукти обміну також виводяться за допомогою розчинів біологічних рідин. Неполярні речовини же мають серйозне значення у формуванні клітинних мембран, що мають виборчу проникність. Саме тому подібні властивості відіграють важливу роль в протіканні біологічних процесів.
В останні роки вчені розробляють все нові гідрофобні речовини, за допомогою яких можна захистити різні матеріали від змочування і забруднення, створюючи таким чином навіть самоочищаються поверхні. Одяг, металеві вироби, будматеріали, автомобільні скла - сфер застосування безліч. Подальше вивчення цієї теми призведе до розробки мультіфобних речовин, які стануть основною для брудовідштовхуючих поверхонь. Створивши подібні матеріали, люди зможуть заощадити час, кошти і ресурси, а також з`явиться можливість знизити ступінь забруднення природи миючими засобами. Так що подальші розробки підуть на користь всім.
Агрегатний стан речовини Фізична або агрегатний стан матерії характеризується її певними властивостями при конкретних умовах (тиску і температурі). Тобто вона може бути твердою, рідкою або газоподібною. Зміна агрегатних станів речовини призводить до зміни його фізичні…
Рівні структурної організації білкової молекули або структура білка Структура білкової молекули вивчається більше 200 років. Вона відома для багатьох білків. Деякі з них синтезовані (наприклад, інсулін, РНКаза). Основною структурною і функціональною одиницею білкової молекули є амінокислоти. Крім карбоксильних і…
Поверхневий натяг: загальні відомості та біологічне значення Між молекулами рідини існують сили зчеплення, різні для поверхневих і глибинних (внутрішніх) шарів. Молекули, що знаходяться на поверхневому шарі, отримують одностороннє тяжіння з боку глибинних шарів, а в глибинних шарах сили тяжіння між молекулами…
Синтез білка Білками називають азотисті високомолекулярні органічні речовини. Вони побудовані з амінокислот. Білки виконують фундаментальні завдання в життєдіяльності та структурі організмів, будучи їх головним і необхідним компонентом. Саме завдяки цим…
Прості речовини У природі існують прості і складні речовини. Головна відмінність між ними - в їх складі. Так, прості речовини включають атоми одного елемента. Їх (простих речовин) кристали можна синтезувати в лабораторних, а іноді і в домашніх умовах. Однак часто…
Будова речовини Атомно-молекулярну будову речовини стало активно вивчатися Ломоносовим. Російський учений вперше застосував в хімії теорію, суть якої зводилася до певних положень. Всі речовини включають до свого складу "корпускули". Цим терміном Ломоносов називав…
Найбільш великі органічні речовини клітини Хімічна організація клітини передбачає наявність різних речовин і з'єднань. Так, встановлено присутність макро- і мікроелементів, води, мінеральних солей. Містяться в клітці і органічні речовини, найбільші з яких визначають її властивості. Ці…
Поверхнево-активні речовини: загальні відомості Поверхнево-активні речовини - сполуки, які впливають на величину поверхневого натягу. У процесі взаємодії молекул рідини між ними утворюються сили зчеплення. Ця сила буде різна в поверхневих і внутрішніх (глибинних) шарах. Розглядаючи стан рідини,…
Фізичні і хімічні властивості металів Розрізняють технологічні, фізичні, механічні та хімічні властивості металів. До фізичних відносять питома вага, колір, електропровідність. До характеристик цієї групи належать також теплопровідність, плавкость і щільність металу.До механічних…
Аномальна щільність льоду і води Вода - загадкова рідина. Це пов'язано з тим, що більшість її властивостей є аномальними, тобто відмінними від інших рідин. Причина криється в її особливій структурі, яка обумовлена водневими зв'язками між молекулами, що змінюються з температурою і…
Що таке речовина? Які бувають класи речовин. Відмінність між органічними і неорганічними речовинами У житті нас оточують різноманітні тіла і предмети. Наприклад, у приміщеннях це вікно, двері, стіл, лампочка, чашка, на вулиці - автомобіль, світлофор, асфальт. Будь-які тіла або предмети складаються з речовини. У даній статті піде мова про те, що…
Класифікація органічних речовин - основа вивчення органічної хімії При переході від неорганічної до органічної хімії можна простежити, як відрізняється класифікація органічних і неорганічних речовин. Світ органічних сполук володіє різноманітністю і численністю їх варіантів. Класифікація органічних речовин не тільки…
Фізичні властивості альдегідів До альдегидам відносяться органічні сполуки, для яких характерна подвійна зв'язок між вуглецевим і кисневим атомами і дві одинарні зв'язки цього ж атома вуглецю з вуглеводневим радикалом, що позначається буквою R, і атомом водню. Група атомів> С = О…