Iemand by die skool was gelukkig in die chemieklas om nie net vervelige toetse te skryf en molêre massa te bereken of valensie aan te dui nie, maar ook om te kyk hoe die onderwyser eksperimente uitvoer. As deel van die eksperiment het die vloeistowwe in die proefbuise altyd, asof deur 'n towerkrag, onvoorspelbaar van kleur verander, en iets anders kon ontplof of pragtig brand. Miskien nie so skouspelagtig nie, maar tog interessante eksperimente waarin hidrofiele en hidrofobiese stowwe gebruik word. Terloops, wat is hulle en hoekom is hulle nuuskierig?
Fisiese eienskappe
In chemie-lesse, deur die volgende element van die periodieke tabel, sowel as al die basiese stowwe deur te gaan, het ons noodwendig oor hul verskillende eienskappe gepraat. In die besonder is hulle fisiese eienskappe aangeraak: digtheid, toestand van aggregasie onder normale toestande, smelt- en kookpunte, hardheid, kleur, elektriese geleidingsvermoë, termiese geleiding en vele ander. Soms is daar gepraat oor eienskappe soos hidrofobisiteit of hidrofilisiteit, maar as 'n reël praat hulle nie afsonderlik hieroor nie. Intussen is dit 'n taamlik interessante groep stowwe wat maklik in die alledaagse lewe teëgekom kan word. Dit is dus nie uit plek niesal meer oor hulle leer.
hidrofobiese stowwe
Voorbeelde kan maklik uit die lewe geneem word. So, jy kan nie water met olie meng nie - almal weet dit. Dit los eenvoudig nie op nie, maar bly sweef soos borrels of 'n film op die oppervlak, aangesien die digtheid daarvan minder is. Maar hoekom is dit en watter ander hidrofobiese stowwe bestaan?
Gewoonlik sluit hierdie groep vette, sommige proteïene en nukleïensure in, sowel as silikone. Die naam van die stowwe kom van die Griekse woorde hydor - water en phobos - vrees, maar dit beteken nie dat die molekules bang is nie. Dit is net dat hulle min of heeltemal onoplosbaar is, hulle word ook nie-polêr genoem. Absolute hidrofobisiteit bestaan nie, selfs daardie stowwe wat, dit wil voorkom, glad nie in wisselwerking met water reageer nie, adsorbeer dit steeds, alhoewel in onbeduidende hoeveelhede. In die praktyk lyk die kontak van so 'n materiaal met H2O soos 'n film of druppels, of die vloeistof bly op die oppervlak en neem die vorm van 'n bal aan, aangesien dit die kleinste het oppervlakte en bied minimale kontak.
Hidrofobiese eienskappe word verklaar deur die chemiese struktuur van sekere stowwe. Dit is as gevolg van die lae aantrekkingskrag tot die watermolekule, soos byvoorbeeld met koolwaterstowwe gebeur.
hidrofiele stowwe
Die naam van hierdie groep, soos jy dalk kan raai, kom ook van Griekse woorde af. Maar in hierdie geval is die tweede deel van philia liefde, en dit kenmerk perfek die verhouding van sulke stowwe met water -volledige "onderlinge begrip" en uitstekende oplosbaarheid. Hierdie groep, wat soms "polêr" genoem word, sluit eenvoudige alkohole, suikers, aminosure, ens. in. Gevolglik het hulle sulke eienskappe, aangesien hulle 'n hoë energie van aantrekking tot die watermolekule het. Streng gesproke is alle stowwe trouens in 'n mindere of meerdere mate hidrofilies.
Amfifilisiteit
Gebeur dit dat hidrofobiese stowwe gelyktydig hidrofiele eienskappe kan hê? Dit blyk ja! Hierdie groep stowwe word difilies of amfifilies genoem. Dit blyk dat dieselfde molekule in sy struktuur beide oplosbare - polêre, en waterafstotende - nie-polêre elemente kan hê. Sulke eienskappe het byvoorbeeld sommige proteïene, lipiede, oppervlakaktiewe stowwe, polimere en peptiede. Wanneer hulle met water in wisselwerking tree, vorm hulle verskeie supramolekulêre strukture: monolae, liposome, micelle, dubbellaagmembrane, vesikels, ens. In hierdie geval blyk dit dat polêre groepe na die vloeistof gerig is.
Betekenis en toepassing in die lewe
Benewens die interaksie van water en olie, is daar baie bewyse dat hidrofobiese stowwe feitlik oral gevind word. Dus, skoon oppervlaktes van metale, halfgeleiers, sowel as dierevel, plantblare, insekchitienbedekking het soortgelyke eienskappe.
In die natuur is albei soorte stowwe belangrik. Hidrofiele word dus gebruik in die vervoer van voedingstowwe in dier- en plantorganismes, eindprodukteuitruiling word ook uitgeskei met behulp van oplossings van biologiese vloeistowwe. Nie-polêre stowwe is van groot belang in die vorming van selmembrane met selektiewe deurlaatbaarheid. Daarom speel sulke eienskappe 'n belangrike rol in die verloop van biologiese prosesse.
In onlangse jare het wetenskaplikes al hoe meer nuwe hidrofobiese stowwe ontwikkel, waarmee dit moontlik is om verskeie materiale teen benatting en kontaminasie te beskerm en sodoende selfs selfreinigende oppervlaktes te skep. Klere, metaalprodukte, boumateriaal, motorglas - daar is baie toepassingsgebiede. Verdere studie van hierdie onderwerp sal lei tot die ontwikkeling van multifobiese stowwe wat die basis sal word vir vuilafstotende oppervlaktes. Deur sulke materiale te skep, kan mense tyd, geld en hulpbronne bespaar, en dit sal ook moontlik wees om die mate van besoedeling van die natuur met skoonmaakmiddels te verminder. So verdere ontwikkelings sal almal baat.
