Alguien en la escuela tuvo la suerte en la clase de química no solo de escribir pruebas aburridas y calcular la masa molar o indicar la valencia, sino también de ver cómo el profesor realizaba los experimentos. Invariablemente, como parte del experimento, como por arte de magia, los líquidos en los tubos de ensayo cambiaban de color de forma impredecible, y algo más podía explotar o arder maravillosamente. Quizás no tan espectaculares, pero aún así son experimentos interesantes en los que se utilizan sustancias hidrofílicas e hidrofóbicas. Por cierto, ¿qué son y por qué son curiosos?
Propiedades físicas
En las lecciones de química, revisando el siguiente elemento de la tabla periódica, así como todas las sustancias básicas, necesariamente hablamos sobre sus diversas características. En particular, se tocaron sus propiedades físicas: densidad, estado de agregación en condiciones normales, puntos de fusión y ebullición, dureza, color, conductividad eléctrica, conductividad térmica, entre muchas otras. A veces se hablaba de características como la hidrofobicidad o la hidrofilia, sin embargo, por regla general, no se habla de esto por separado. Mientras tanto, este es un grupo bastante interesante de sustancias que se pueden encontrar fácilmente en la vida cotidiana. Así que no está fuera de lugaraprenderá más sobre ellos.
Sustancias hidrófobas
Se pueden tomar fácilmente ejemplos de la vida. Entonces, no puedes mezclar agua con aceite, todos lo saben. Simplemente no se disuelve, sino que permanece flotando como burbujas o una película en la superficie, ya que su densidad es menor. Pero, ¿por qué es esto y qué otras sustancias hidrofóbicas existen?
Por lo general, este grupo incluye grasas, algunas proteínas y ácidos nucleicos, así como siliconas. El nombre de las sustancias proviene de las palabras griegas hydor - agua y phobos - miedo, pero esto no significa que las moléculas tengan miedo. Es solo que son poco o completamente insolubles, también se les llama no polares. La hidrofobicidad absoluta no existe, incluso aquellas sustancias que, al parecer, no interactúan con el agua en absoluto, aún la adsorben, aunque en cantidades insignificantes. En la práctica, el contacto de tal material con H2O parece una película o gotas, o el líquido permanece en la superficie y toma la forma de una bola, ya que tiene la menor superficie y proporciona un contacto mínimo.
Las propiedades hidrofóbicas se explican por la estructura química de ciertas sustancias. Esto se debe a la baja atracción hacia la molécula de agua, como sucede, por ejemplo, con los hidrocarburos.
Sustancias hidrofílicas
El nombre de este grupo, como puedes suponer, también proviene de palabras griegas. Pero en este caso, la segunda parte de philia es el amor, y esto caracteriza perfectamente la relación de tales sustancias con el agua.completa "comprensión mutua" y excelente solubilidad. Este grupo, a veces llamado "polar", incluye alcoholes simples, azúcares, aminoácidos, etc. En consecuencia, tienen tales características, ya que tienen una alta energía de atracción para la molécula de agua. Estrictamente hablando, de hecho, todas las sustancias son hidrófilas en mayor o menor grado.
Anfifilia
¿Sucede que las sustancias hidrofóbicas pueden tener simultáneamente propiedades hidrofílicas? ¡Resulta que sí! Este grupo de sustancias se denomina difílicas o anfifílicas. Resulta que la misma molécula puede tener en su estructura elementos solubles, polares y repelentes al agua, no polares. Tales propiedades, por ejemplo, tienen algunas proteínas, lípidos, tensioactivos, polímeros y péptidos. Al interactuar con el agua, forman diversas estructuras supramoleculares: monocapas, liposomas, micelas, membranas bicapa, vesículas, etc. En este caso, los grupos polares resultan estar orientados hacia el líquido.
Significado y aplicación en la vida
Además de la interacción del agua y el aceite, hay mucha evidencia de que las sustancias hidrofóbicas se encuentran en casi todas partes. Por lo tanto, las superficies limpias de metales, semiconductores, así como la piel de los animales, las hojas de las plantas y la cubierta de quitina de los insectos tienen propiedades similares.
En la naturaleza, ambos tipos de sustancias son importantes. Así, los hidrófilos se utilizan en el transporte de nutrientes en organismos animales y vegetales, productos finalesintercambio también se excretan utilizando soluciones de fluidos biológicos. Las sustancias no polares son de gran importancia en la formación de membranas celulares con permeabilidad selectiva. Es por eso que tales propiedades juegan un papel importante en el curso de los procesos biológicos.
En los últimos años, los científicos han estado desarrollando cada vez más sustancias hidrofóbicas nuevas, con las que es posible proteger varios materiales de la humedad y la contaminación, creando así incluso superficies autolimpiables. Ropa, productos metálicos, materiales de construcción, vidrio para automóviles: hay muchas áreas de aplicación. El estudio adicional de este tema conducirá al desarrollo de sustancias multifóbicas que se convertirán en la base de las superficies repelentes de la suciedad. Al crear dichos materiales, las personas pueden ahorrar tiempo, dinero y recursos, y también será posible reducir el grado de contaminación de la naturaleza con productos de limpieza. Por lo tanto, futuros desarrollos beneficiarán a todos.
