Alguém na escola teve sorte na aula de química não apenas para escrever testes chatos e calcular massa molar ou indicar valência, mas também para observar como o professor conduz os experimentos. Invariavelmente, como parte do experimento, como por mágica, os líquidos nos tubos de ensaio mudavam de cor de forma imprevisível, e outra coisa podia explodir ou queimar lindamente. Talvez não sejam tão espetaculares, mas ainda assim interessantes experimentos nos quais substâncias hidrofílicas e hidrofóbicas são usadas. A propósito, o que são e por que estão curiosos?
Propriedades físicas
Nas aulas de química, passando pelo próximo elemento da tabela periódica, assim como todas as substâncias básicas, necessariamente falamos sobre suas várias características. Em particular, suas propriedades físicas foram abordadas: densidade, estado de agregação em condições normais, pontos de fusão e ebulição, dureza, cor, condutividade elétrica, condutividade térmica e muitas outras. Às vezes, falava-se sobre características como hidrofobicidade ou hidrofilicidade, no entanto, como regra, eles não falam sobre isso separadamente. Enquanto isso, este é um grupo bastante interessante de substâncias que podem ser facilmente encontradas na vida cotidiana. Então não está fora do lugaraprenderá mais sobre eles.
Substâncias hidrofóbicas
Exemplos podem ser facilmente tirados da vida. Então, você não pode misturar água com óleo - todo mundo sabe disso. Ele simplesmente não se dissolve, mas permanece flutuando como bolhas ou um filme na superfície, pois sua densidade é menor. Mas por que isso e quais outras substâncias hidrofóbicas existem?
Normalmente este grupo inclui gorduras, algumas proteínas e ácidos nucléicos, além de silicones. O nome das substâncias vem das palavras gregas hydor - água e phobos - medo, mas isso não significa que as moléculas tenham medo. É que eles são pouco ou completamente insolúveis, também são chamados de apolares. A hidrofobicidade absoluta não existe, mesmo aquelas substâncias que, aparentemente, não interagem com a água, ainda a adsorvem, embora em quantidades insignificantes. Na prática, o contato de tal material com H2O parece um filme ou gotículas, ou o líquido permanece na superfície e toma a forma de uma bola, pois possui a menor área de superfície e fornece contato mínimo.
Propriedades hidrofóbicas são explicadas pela estrutura química de certas substâncias. Isso se deve à baixa atração pela molécula de água, como acontece, por exemplo, com os hidrocarbonetos.
Substâncias hidrofílicas
O nome deste grupo, como você pode imaginar, também vem de palavras gregas. Mas neste caso, a segunda parte da philia é o amor, e isso caracteriza perfeitamente a relação de tais substâncias com a água -completa "compreensão mútua" e excelente solubilidade. Este grupo, às vezes chamado de "polar", inclui álcoois simples, açúcares, aminoácidos, etc. Assim, eles possuem tais características, pois possuem alta energia de atração à molécula de água. A rigor, de fato, todas as substâncias são hidrofílicas em maior ou menor grau.
Anfifilicidade
Acontece que substâncias hidrofóbicas possam ter propriedades hidrofílicas simultaneamente? Acontece que sim! Esse grupo de substâncias é chamado de difílico ou anfifílico. Acontece que a mesma molécula pode ter em sua estrutura elementos solúveis - polares e repelentes à água - não polares. Tais propriedades, por exemplo, possuem algumas proteínas, lipídios, tensoativos, polímeros e peptídeos. Ao interagir com a água, formam várias estruturas supramoleculares: monocamadas, lipossomas, micelas, membranas em bicamada, vesículas, etc. Neste caso, os grupos polares acabam por estar orientados para o líquido.
Significado e aplicação na vida
Além da interação de água e óleo, há muitas evidências de que substâncias hidrofóbicas são encontradas em quase todos os lugares. Assim, superfícies limpas de metais, semicondutores, bem como pele de animais, folhas de plantas, cobertura de quitina de insetos têm propriedades semelhantes.
Na natureza, ambos os tipos de substâncias são importantes. Assim, os hidrófilos são utilizados no transporte de nutrientes em organismos animais e vegetais, produtos finaistroca também são excretados usando soluções de fluidos biológicos. Substâncias apolares são de grande importância na formação de membranas celulares com permeabilidade seletiva. É por isso que tais propriedades desempenham um papel importante no curso dos processos biológicos.
Nos últimos anos, os cientistas vêm desenvolvendo cada vez mais novas substâncias hidrofóbicas, com as quais é possível proteger diversos materiais da molhagem e contaminação, criando superfícies ainda autolimpantes. Vestuário, produtos metálicos, materiais de construção, vidro automotivo - existem muitas áreas de aplicação. Um estudo mais aprofundado deste tópico levará ao desenvolvimento de substâncias multifóbicas que se tornarão a base para superfícies repelentes de sujeira. Ao criar esses materiais, as pessoas podem economizar tempo, dinheiro e recursos, e também será possível reduzir o grau de poluição da natureza com produtos de limpeza. Portanto, novos desenvolvimentos beneficiarão a todos.
