Algú a l'escola va tenir la sort a classe de química no només d'escriure proves avorrides i calcular la massa molar o indicar la valència, sinó també de veure com el professor realitza experiments. Invariablement, com a part de l'experiment, com per art de màgia, els líquids dels tubs d'assaig canviaven de color de manera imprevisible, i una altra cosa podia explotar o cremar-se molt bé. Potser experiments no tan espectaculars, però encara interessants en els quals s'utilitzen substàncies hidròfiles i hidròfobes. Per cert, què són i per què tenen curiositat?
Propietats físiques
A les classes de química, passant pel següent element de la taula periòdica, així com totes les substàncies bàsiques, hem parlat necessàriament de les seves diferents característiques. En particular, es van tocar les seves propietats físiques: densitat, estat d'agregació en condicions normals, punts de fusió i ebullició, duresa, color, conductivitat elèctrica, conductivitat tèrmica i molts altres. De vegades es parlava de característiques com la hidrofobicitat o la hidrofilicitat, però, per regla general, no en parlen per separat. Mentrestant, aquest és un grup força interessant de substàncies que es poden trobar fàcilment a la vida quotidiana. Així que no està fora de llocaprendrà més sobre ells.
substàncies hidrofòbiques
Els exemples es poden treure fàcilment de la vida. Per tant, no podeu barrejar aigua amb oli: això ho sap tothom. Simplement no es dissol, sinó que continua flotant com a bombolles o una pel·lícula a la superfície, ja que la seva densitat és menor. Però, per què això i quines altres substàncies hidrofòbiques existeixen?
En general, aquest grup inclou greixos, algunes proteïnes i àcids nucleics, així com silicones. El nom de les substàncies prové de les paraules gregues hydor - aigua i phobos - por, però això no vol dir que les molècules tinguin por. És que són poc o totalment insolubles, també s'anomenen no polars. La hidrofobicitat absoluta no existeix, fins i tot aquelles substàncies que, pel que sembla, no interaccionen gens amb l'aigua, encara l'adsorbeixen, encara que en quantitats insignificants. A la pràctica, el contacte d'aquest material amb H2O sembla una pel·lícula o gotes, o el líquid es queda a la superfície i pren forma de bola, ja que té el més petit. superfície i proporciona un contacte mínim.
Les propietats hidrofòbiques s'expliquen per l'estructura química de determinades substàncies. Això es deu a la poca atracció per la molècula d'aigua, com passa, per exemple, amb els hidrocarburs.
substàncies hidròfiles
El nom d'aquest grup, com podeu endevinar, també prové de paraules gregues. Però en aquest cas, la segona part de philia és l'amor, i això caracteritza perfectament la relació d'aquestes substàncies amb l'aigua:completa "comprensió mútua" i excel·lent solubilitat. Aquest grup, de vegades anomenat "polar", inclou alcohols simples, sucres, aminoàcids, etc. En conseqüència, tenen aquestes característiques, ja que tenen una gran energia d'atracció a la molècula d'aigua. En sentit estricte, de fet, totes les substàncies són hidròfiles en major o menor mesura.
Amfifilia
Passa que les substàncies hidròfobes poden tenir propietats hidròfiles simultàniament? Resulta que sí! Aquest grup de substàncies s'anomena difílic o amfifílic. Resulta que la mateixa molècula pot tenir en la seva estructura elements solubles - polars i hidrofugants - no polars. Aquestes propietats, per exemple, tenen algunes proteïnes, lípids, tensioactius, polímers i pèptids. En interactuar amb l'aigua, formen diverses estructures supramoleculars: monocapes, liposomes, micel·les, membranes bicapa, vesícules, etc. En aquest cas, els grups polars resulten estar orientats cap al líquid.
Significat i aplicació a la vida
A més de la interacció de l'aigua i l'oli, hi ha moltes proves que les substàncies hidròfobes es troben gairebé a tot arreu. Per tant, les superfícies netes de metalls, semiconductors, així com la pell dels animals, les fulles de les plantes i la coberta de quitina d'insectes tenen propietats similars.
A la natura, tots dos tipus de substàncies són importants. Així, els hidròfils s'utilitzen en el transport de nutrients en organismes animals i vegetals, productes finalsL'intercanvi també s'excreta mitjançant solucions de fluids biològics. Les substàncies no polars tenen una gran importància en la formació de membranes cel·lulars amb permeabilitat selectiva. És per això que aquestes propietats juguen un paper important en el curs dels processos biològics.
En els últims anys, els científics han anat desenvolupant cada cop més noves substàncies hidròfobes, amb les quals és possible protegir diversos materials de la humitat i la contaminació, creant així superfícies fins i tot autonetejables. Roba, productes metàl·lics, materials de construcció, vidre d'automòbil: hi ha moltes àrees d'aplicació. Un estudi addicional d'aquest tema conduirà al desenvolupament de substàncies multifòbiques que es convertiran en la base de superfícies repel·lents a la brutícia. En crear aquests materials, les persones poden estalviar temps, diners i recursos, i també es podrà reduir el grau de contaminació de la natura amb productes de neteja. Així que els desenvolupaments posteriors beneficiaran a tothom.
