Okuldaki biri, kimya dersinde yalnızca sıkıcı testler yazıp mol kütlesini hesapladığı veya değerlik gösterdiği için değil, aynı zamanda öğretmenin deneyleri nasıl yürüttüğünü izlediği için de şanslıydı. Deneyin bir parçası olarak, sanki sihirmiş gibi, test tüplerindeki sıvılar beklenmedik bir şekilde renk değiştirdi ve başka bir şey patlayabilir veya güzelce yanabilirdi. Belki o kadar muhteşem değil, ama yine de hidrofilik ve hidrofobik maddelerin kullanıldığı ilginç deneyler. Bu arada bunlar ne ve neden merak ediyorlar?
Fiziksel özellikler
Kimya derslerinde, tüm temel maddelerin yanı sıra periyodik tablodan bir sonraki elemente geçerek, onların çeşitli özelliklerinden mutlaka bahsettik. Özellikle fiziksel özelliklerine değinildi: yoğunluk, normal koşullar altında kümelenme durumu, erime ve kaynama noktaları, sertlik, renk, elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik ve diğerleri. Bazen hidrofobiklik veya hidrofiliklik gibi özellikler hakkında konuşuldu, ancak kural olarak, bunun hakkında ayrı ayrı konuşmazlar. Bu arada, bu, günlük hayatta kolayca karşılaşılabilen oldukça ilginç bir madde grubudur. Yani yersiz değilonlar hakkında daha fazla şey öğrenecek.
Hidrofobik maddeler
Örnekler hayattan kolayca alınabilir. Yani suyu yağla karıştıramazsınız - herkes bunu bilir. Çözünmez, ancak yoğunluğu daha az olduğu için yüzeyde kabarcıklar veya bir film olarak yüzer halde kalır. Ama neden bu ve başka hangi hidrofobik maddeler var?
Genellikle bu grup, yağları, bazı proteinleri ve nükleik asitleri ve ayrıca silikonları içerir. Maddelerin adı Yunanca hydor - su ve phobos - korku kelimelerinden gelir, ancak bu, moleküllerin korktuğu anlamına gelmez. Sadece çok az veya tamamen çözünmezler, ayrıca polar olmayan olarak da adlandırılırlar. Mutlak hidrofobiklik mevcut değildir, göründüğü kadarıyla, suyla hiç etkileşime girmeyen maddeler bile, ihmal edilebilir miktarlarda da olsa onu adsorbe eder. Pratikte, böyle bir malzemenin H2O ile teması bir film veya damlacık gibi görünür veya sıvı yüzeyde kalır ve en küçük olduğu için bir top şeklini alır. yüzey alanı ve minimum temas sağlar.
Hidrofobik özellikler, belirli maddelerin kimyasal yapısı ile açıklanır. Bunun nedeni, örneğin hidrokarbonlarda olduğu gibi, su molekülünün düşük çekiciliğidir.
Hidrofilik maddeler
Tahmin edebileceğiniz gibi bu grubun adı da Yunanca kelimelerden geliyor. Ancak bu durumda, philia'nın ikinci kısmı aşktır ve bu, bu tür maddelerin su ile ilişkisini mükemmel bir şekilde karakterize eder -tam "karşılıklı anlayış" ve mükemmel çözünürlük. Bazen "polar" olarak adlandırılan bu grup, basit alkolleri, şekerleri, amino asitleri vb. İçerir. Buna göre, su molekülüne yüksek bir çekim enerjisine sahip oldukları için bu tür özelliklere sahiptirler. Kesin konuşmak gerekirse, aslında tüm maddeler az ya da çok hidrofiliktir.
Amfifilik
Hidrofobik maddeler aynı anda hidrofilik özelliklere sahip olabilir mi? Evet çıkıyor! Bu madde grubuna difilik veya amfifilik denir. Aynı molekülün yapısında hem çözünür - polar hem de su itici - polar olmayan elementlere sahip olabileceği ortaya çıktı. Bu tür özellikler örneğin bazı proteinlere, lipidlere, yüzey aktif maddelere, polimerlere ve pep titlere sahiptir. Su ile etkileşime girdiklerinde çeşitli supramoleküler yapılar oluştururlar: tek tabakalar, lipozomlar, miseller, çift tabakalı membranlar, veziküller, vb. Bu durumda, polar gruplar sıvıya doğru yönlendirilir.
Hayattaki anlam ve uygulama
Su ve yağın etkileşimine ek olarak, hidrofobik maddelerin hemen hemen her yerde bulunduğuna dair birçok kanıt vardır. Bu nedenle metallerin temiz yüzeyleri, yarı iletkenler, hayvan derisi, bitki yaprakları, böcek kitin örtüsü benzer özelliklere sahiptir.
Doğada her iki tür madde de önemlidir. Bu nedenle hidrofiller, besin maddelerinin hayvan ve bitki organizmalarında taşınmasında, son ürünlerde kullanılır.değişim ayrıca biyolojik sıvıların çözeltileri kullanılarak atılır. Polar olmayan maddeler, seçici geçirgenliğe sahip hücre zarlarının oluşumunda büyük önem taşır. Bu nedenle bu tür özellikler biyolojik süreçlerin seyrinde önemli bir rol oynar.
Son yıllarda bilim adamları, çeşitli malzemeleri ıslanmaya ve kirlenmeye karşı korumanın mümkün olduğu ve böylece kendi kendini temizleyen yüzeyler bile oluşturmanın mümkün olduğu daha fazla yeni hidrofobik maddeler geliştiriyorlar. Giyim, metal ürünler, yapı malzemeleri, otomotiv camları - birçok uygulama alanı vardır. Bu konunun daha fazla araştırılması, kir tutmayan yüzeylerin temeli olacak multifobik maddelerin geliştirilmesine yol açacaktır. Bu tür malzemeleri oluşturarak insanlar zamandan, paradan ve kaynaklardan tasarruf edebilir ve ayrıca temizlik ürünleri ile doğanın kirlilik derecesini az altmak da mümkün olacaktır. Böylece daha fazla gelişme herkese fayda sağlayacak.
