May isang tao sa paaralan na pinalad sa klase ng kimika hindi lamang sa pagsulat ng mga boring na pagsusulit at pagkalkula ng molar mass o pagpahiwatig ng valence, ngunit upang panoorin kung paano nagsasagawa ng mga eksperimento ang guro. Palagi, bilang bahagi ng eksperimento, na parang sa pamamagitan ng mahika, ang mga likido sa mga test tube ay nagbago ng kulay nang hindi mahuhulaan, at may iba pang maaaring sumabog o masunog nang maganda. Marahil ay hindi napakaganda, ngunit kawili-wiling mga eksperimento kung saan ginagamit ang mga hydrophilic at hydrophobic na sangkap. Siyanga pala, ano sila at bakit sila curious?
Mga pisikal na katangian
Sa mga aralin sa kimika, na dumaan sa susunod na elemento mula sa periodic table, pati na rin ang lahat ng mga pangunahing sangkap, kinakailangang pag-usapan natin ang iba't ibang katangian ng mga ito. Sa partikular, ang kanilang mga pisikal na katangian ay naantig sa: density, estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng normal na mga kondisyon, pagkatunaw at pagkulo ng mga punto, katigasan, kulay, electrical conductivity, thermal conductivity, at marami pang iba. Minsan mayroong pag-uusap tungkol sa mga katangian tulad ng hydrophobicity o hydrophilicity, gayunpaman, bilang isang patakaran, hindi nila ito pinag-uusapan nang hiwalay. Samantala, ito ay isang medyo kawili-wiling grupo ng mga sangkap na madaling makatagpo sa pang-araw-araw na buhay. Kaya hindi ito out of placeay matututo pa tungkol sa kanila.
Mga hydrophobic substance
Ang mga halimbawa ay madaling makuha sa buhay. Kaya, hindi mo maaaring ihalo ang tubig sa langis - alam ito ng lahat. Hindi lang ito natutunaw, ngunit nananatiling lumulutang bilang mga bula o isang pelikula sa ibabaw, dahil mas mababa ang density nito. Ngunit bakit ito at ano ang iba pang hydrophobic substance na umiiral?
Karaniwan ang pangkat na ito ay kinabibilangan ng mga taba, ilang protina at nucleic acid, pati na rin ang mga silicone. Ang pangalan ng mga sangkap ay nagmula sa mga salitang Griyego na hydor - tubig at phobos - takot, ngunit hindi ito nangangahulugan na ang mga molekula ay natatakot. Ito ay lamang na ang mga ito ay maliit o ganap na hindi matutunaw, sila ay tinatawag ding non-polar. Ang ganap na hydrophobicity ay hindi umiiral, kahit na ang mga sangkap na, tila, ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig sa lahat, pa rin adsorb ito, kahit na sa hindi gaanong halaga. Sa pagsasagawa, ang contact ng naturang materyal na may H2O ay mukhang isang pelikula o mga patak, o ang likido ay nananatili sa ibabaw at anyong bola, dahil ito ang may pinakamaliit. surface area at nagbibigay ng kaunting contact.
Ang mga katangian ng hydrophobic ay ipinaliwanag ng kemikal na istraktura ng ilang mga sangkap. Ito ay dahil sa mababang pagkahumaling sa molekula ng tubig, gaya ng nangyayari, halimbawa, sa mga hydrocarbon.
Mga hydrophilic substance
Ang pangalan ng pangkat na ito, gaya ng maaari mong hulaan, ay nagmula rin sa mga salitang Griyego. Ngunit sa kasong ito, ang pangalawang bahagi ng philia ay pag-ibig, at perpektong nailalarawan nito ang kaugnayan ng naturang mga sangkap sa tubig -kumpletong "mutual understanding" at mahusay na solubility. Ang grupong ito, na kung minsan ay tinatawag na "polar", ay kinabibilangan ng mga simpleng alkohol, asukal, amino acid, atbp. Alinsunod dito, mayroon silang gayong mga katangian, dahil mayroon silang mataas na enerhiya ng pagkahumaling sa molekula ng tubig. Sa mahigpit na pagsasalita, sa katunayan, ang lahat ng mga sangkap ay hydrophilic sa mas malaki o mas maliit na lawak.
Amphilicity
Nangyayari ba na ang mga hydrophobic substance ay maaaring sabay na magkaroon ng hydrophilic properties? Oo nga pala! Ang pangkat ng mga sangkap na ito ay tinatawag na diphilic, o amphiphilic. Ito ay lumalabas na ang parehong molekula ay maaaring magkaroon sa istraktura nito parehong natutunaw - polar, at tubig-repellent - non-polar na mga elemento. Ang ganitong mga katangian, halimbawa, ay may ilang mga protina, lipid, surfactant, polimer at peptide. Kapag nakikipag-ugnayan sa tubig, bumubuo sila ng iba't ibang mga supramolecular na istruktura: mga monolayer, liposome, micelles, bilayer membrane, vesicle, atbp. Sa kasong ito, ang mga polar group ay lumalabas na nakatuon sa likido.
Kahulugan at aplikasyon sa buhay
Bilang karagdagan sa interaksyon ng tubig at langis, maraming ebidensya na ang mga hydrophobic substance ay matatagpuan halos lahat ng dako. Kaya, ang malinis na ibabaw ng mga metal, semiconductor, pati na rin ang balat ng hayop, dahon ng halaman, pabalat ng insekto na chitin ay may katulad na katangian.
Sa kalikasan, ang parehong uri ng mga sangkap ay mahalaga. Kaya, ang mga hydrophile ay ginagamit sa transportasyon ng mga sustansya sa mga organismo ng hayop at halaman, mga produkto ng pagtataposang palitan ay pinalalabas din gamit ang mga solusyon ng biological fluid. Ang mga non-polar na sangkap ay may malaking kahalagahan sa pagbuo ng mga lamad ng cell na may pumipili na pagkamatagusin. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga naturang katangian ay may mahalagang papel sa kurso ng mga biological na proseso.
Sa mga nagdaang taon, ang mga siyentipiko ay gumagawa ng parami nang parami ng mga bagong hydrophobic substance, kung saan posible na maprotektahan ang iba't ibang mga materyales mula sa pagkabasa at kontaminasyon, sa gayon ay lumilikha ng kahit self-cleaning surface. Damit, mga produktong metal, mga materyales sa gusali, automotive glass - maraming mga lugar ng aplikasyon. Ang karagdagang pag-aaral ng paksang ito ay hahantong sa pagbuo ng mga multiphobic substance na magiging batayan para sa mga ibabaw na lumalaban sa dumi. Sa pamamagitan ng paglikha ng mga naturang materyales, ang mga tao ay maaaring makatipid ng oras, pera at mga mapagkukunan, at posible ring bawasan ang antas ng polusyon ng kalikasan sa mga produktong panlinis. Kaya ang mga karagdagang pag-unlad ay makikinabang sa lahat.
