хидрофобни вещества. Какво представляват хидрофобните вещества? Хидрофилни и хидрофобни материали

Държавна образователна институция за висше професионално образование

Министерство на здравеопазването на Руската федерация

(GBOU VPO NSMU на Министерството на здравеопазването на Русия)

Катедра по медицинска химия

Есе

ХИДРОФИЛНИ, ХИДРОФОБНИ, АМФИФНИ ВЕЩЕСТВА: В ПРИРОДАТА И В ЧОВЕШКОТО ТЯЛО.

(литературен преглед)

Завършено:

Проверено:

Въведение

Водата е едно от най-разпространените вещества на земята. Покрива по-голямата част от земната повърхност. Почти всички живи същества са изградени предимно от вода. При хората съдържанието на вода в органите и тъканите варира от 20% (в костната тъкан) до 85% (в мозъка). Около 2/3 от масата на човек е вода, в тялото на медуза до 95% вода, дори в сухите растителни семена водата е 10-12%.

Водата има някои уникални свойства. Тези свойства са толкова важни за живите организми, че е невъзможно да си представим живота без тази комбинация от водород и кислород.

По отношение на водата всички вещества се разделят на две групи: хидрофилни - „любящи вода“ и хидрофобни - „страхуващи се от вода“ (от гръцки „хидро“ - вода, „филео“ - любов и „фобос“ - страх). Свойствата на тези вещества, както и тяхното значение в природата, ще бъдат обсъдени в нашата работа.

Хидрофилни и хидрофобни вещества

Хидрофилните вещества (на гръцки "хидро" - вода, "phileo" - любов) са вещества, чиято енергия на привличане към водните молекули надвишава енергията на водородните връзки (енергията на привличане между водните молекули), поради което много хидрофилни вещества са силно разтворими във вода .

Хидрофилните вещества взаимодействат интензивно с водните молекули. Хидрофилността се характеризира с големината на адсорбционната връзка на веществата с водните молекули, образуването на неопределени съединения с тях и разпределението на количеството вода според големината на енергията на връзката. Хидрофилността се определя главно от енергията на свързване на адсорбционния монослой, тъй като следващите слоеве са много по-слабо свързани с веществото. Хидрофилността може да се изрази чрез топлината на адсорбция на водна пара или топлината на намокряне, както и работата по намокряне на единица повърхност на острова.

Хидрофобни вещества (на гръцки "хидро" - вода, "фобос" - страх) - вещества, чиято енергия на привличане на молекулите към водните молекули е по-малка от енергията на водородните връзки на водните молекули. Хидрофобните вещества включват мазнини, някои въглехидрати (нишесте, гликоген, фибри), нуклеинови киселини, АТФ, повечето протеини, които са неразтворими във вода.

Няма абсолютно хидрофобни ("водоотблъскващи") вещества; дори най-хидрофобните - въглеводородни и флуоровъглеродни - повърхности адсорбират вода. Следователно хидрофобността се счита за малка степен на хидрофилност.

G. и g. могат да бъдат оценени, както и намокряемостта на повърхността с вода (във въздух), чрез стойността на ъгъла на намокряне q: за хидрофилни повърхности<90° (для абсолютно гидрофильных поверхностей q=0); для гидрофобных поверхностей 90°< <180° (напр., для парафина 105°). На трёхфазной границе твёрдого тела с водой и углеводородной жидкостью при <90° (в водной фазе) поверхность олеофобна, т.е. не смачивается маслом, а при =180° - предельно олеофильна.

Хидрофилни са веществата с полярни хим. връзки: халогениди, оксиди и техните хидрати, карбонати, сулфати, фосфати, силикати и алумосиликати (глини, стъкла), както и клетъчни мембрани. Хидрофобни са чистите повърхности от метали, въглерод, полупроводници, вещества, състоящи се от слабо полярни молекули, листа от растения, животинска кожа, хитиново покритие от насекоми. Хидрофилни са всички полярни групи, които изграждат молекулите на ПАВ - ПАВ - COOH, -NH2, -SO3Na и др.; свързаните с тях въглеводородни радикали са хидрофобни.

Амфифилни вещества

Амфифилността е свойство на молекули на вещества (обикновено органични), които имат както хидрофилни, така и хидрофобни свойства. Молекулите на амфифилните съединения са подобни на попова лъжица: те се състоят от дълга въглеводородна опашка (обикновено изградена от повече от десет CH2 групи), която осигурява разтворимост в неполярни среди, и полярна глава, която е отговорна за хидрофилните свойства. По този начин амфифилните съединения едновременно "обичат" както вода (т.е. те са хидрофилни), така и неполярни разтворители (показват хидрофобни свойства).

В зависимост от вида на хидрофилната група се изолират амфифилни съединения, носещи заредена катионна или анионна функционална група, и амфифилни съединения с незаредена функционална група. По-голямата част от известните органични съединения носят повече от една заредена функционална група. Пример за такива вещества са високомолекулните съединения - протеини, липопротеини, блок съполимери и др. Наличието на третична структура в протеиновите молекули, която се образува в резултат на вътремолекулни взаимодействия на функционални групи (полярни или неполярни) помежду си, само по себе си показва амфифилния характер на тези съединения.

Друг пример за амфифилни съединения са повечето лекарства, чиито молекули комбинират набор от определени функционални групи, необходими за ефективно свързване с целевия рецептор.

Амфифилните съединения играят специална роля в дивата природа. Никое животно или растение не може да съществува без тях. Именно от амфифилни молекули се състои клетъчната мембрана, която отделя живия организъм от враждебната външна среда. Именно тези молекули изграждат вътрешните органели на клетката, участват в процеса на нейното делене и участват в метаболизма с околната среда. Амфифилните молекули служат за храна за нас и се образуват в телата ни, участват във вътрешната регулация и цикъла на жлъчните киселини. Нашето тяло съдържа повече от 10% амфифилни молекули. Ето защо синтетичните повърхностно активни вещества могат да бъдат опасни за живите организми и например могат да разтворят клетъчната мембрана и да доведат до нейната смърт.

Заключение

В природата и двата вида вещества са важни. Можете да намерите много доказателства, че хидрофобните вещества се срещат почти навсякъде. По този начин чистите повърхности от метали, полупроводници, както и животинска кожа, листа от растения, хитиново покритие от насекоми имат подобни свойства. На свой ред хидрофилите се използват при транспортирането на хранителни вещества в организмите на животни и растения, крайните продукти на метаболизма също се екскретират с помощта на разтвори на биологични течности. Неполярните вещества са от голямо значение за образуването на клетъчни мембрани със селективна пропускливост. Ето защо такива свойства играят важна роля в хода на биологичните процеси. През последните години учените разработват все повече и повече нови хидрофобни вещества, с които е възможно да се предпазят различни материали от намокряне и замърсяване, като по този начин се създават дори самопочистващи се повърхности. Облекло, метални изделия, строителни материали, автомобилни стъкла - има много области на приложение. По-нататъшното проучване на тази тема ще доведе до разработването на мултифобни вещества, които ще станат основа за повърхности, отблъскващи мръсотията. Създавайки такива материали, хората могат да спестят време, пари и ресурси, а също така ще бъде възможно да се намали степента на замърсяване на природата с почистващи продукти. Така че по-нататъшното развитие ще бъде от полза за всички.

Библиография

1. http://fb.ru/article/133638/chto-takoe-gidrofobnyie-veschestva

2.http://www.schoolhels.fi/school/school_today/dostigeniya/2012_2013/ nanotexnologiya/page6.htm

3.http://pobiologiya.rf/ Biological-dictionary/G/265- Хидрофобни-вещества

хидрофилни вещества

Хидрофилни вещества (вещества)

Твърди вещества, които имат свойството да се мокрят от вода. Не се намокря от мазни течности.

Кратък електронен справочник по основните термини за нефта и газа със система от препратки. - М.: Руски държавен университет за нефт и газ. И. М. Губкина. М.А. Мохов, Л.В. Игревски, Е.С. Новик. 2004 .

Вижте какво са "хидрофилни вещества" в други речници:

Хидрофилни основи за мехлеми- Стилът на тази статия не е енциклопедичен или нарушава нормите на руския език. Статията трябва да бъде коригирана според стилистичните правила на Wikipedia. Основна статия: Основи за мехлеми Хидрофилни основи за мехлеми Основи за мехлеми, използвани за ... ... Wikipedia

хидрофилен- (от хидро и фила) "водолюбиви" вещества, чиито молекули са електрополярни и лесно се свързват с водните молекули. Обратното на хидрофобните („не обичащи водата“) вещества... Началото на съвременното естествознание

Уплътняващи агенти- високополимерни хидрофилни вещества, използвани за уплътняване на течни хранителни среди. В среди за хемоорганотрофи като U.v. използвайте агар (вижте) и желатин (вижте), за автотрофни организми - силикагел (вижте). По-малко…… Речник по микробиология

Вещества, способни да се натрупват (кондензират) върху контактната повърхност на две тела, наречени повърхност за разделяне на фазите или междуфазна повърхност. На междинната повърхност P. a. V. образува слой от адсорбция с висока концентрация ... ... Велика съветска енциклопедия

повърхностно активни вещества (ПАВ)- вещества, способни да се адсорбират на повърхността на раздела на фазите и да причинят намаляване на повърхностното (междуфазово) напрежение. Типичните повърхностноактивни вещества са органични съединения, чиито молекули съдържат лиофилни и лиофобни (обикновено хидрофилни и ... ... Енциклопедичен речник по металургия

Повърхностноактивни вещества- (a. surfactants; n. grenzflachenaktive Stoffe, oberflachenaktive Stoffe; f. substances tensio actives; and. surfac tantes), вещества с асиметричен мол. структура, чиито молекули имат амфифилна структура, т.е. съдържат лиофилни и ... ... Геологическа енциклопедия

повърхностноактивни вещества- Повърхностноактивни вещества Неща, които могат да се адсорбират върху интерфейса и да причинят намаляване на повърхността. (междуфазово) напрежение. Типични ПАВ - органични. съединения, чиито молекули съдържат лиофилни и лиофобни (обикновено хидрофилни и хидрофобни) при ... Наръчник за технически преводач

Видове повърхностноактивни вещества Вещества с асиметрична молекулна структура, чиито молекули имат амфифилна структура, т.е. съдържат лиофилни и лиофобни (обикновено хидрофилни полярни групи и хидрофобни радикали) атомни групи. Дифилен…… Микроенциклопедия на нефта и газа

Клетъчни мембрани- Този термин има и други значения, вижте Мембрана Изображение на клетъчна мембрана. Малки сини и бели топчета съответстват на хидрофилните "глави" на липидите, а линиите, прикрепени към тях, съответстват на хидрофобните "опашки". На фигурата ... ... Wikipedia

Селективна пропускливост- Този термин има и други значения, вижте Мембрана Изображение на клетъчна мембрана. Малки сини и бели топчета съответстват на хидрофилните "глави" на липидите, а линиите, прикрепени към тях, съответстват на хидрофобните "опашки". Фигурата показва ... ... Wikipedia

хидрофобни вещества

Хидрофобни вещества (вещества)

Твърди вещества, които не се намокрят от вода. Мокри с мазни течности.

Вижте какво са "хидрофобни вещества" в други речници:

Хидрофобни основи за мехлеми- Основна статия: Основи за мехлеми Хидрофобни основи за мехлеми Основи за мехлеми, предназначени за лекарствени форми, чиито активни съставки са хидрофобни. Групата на хидрофобните основи обединява основи и техните компоненти, които имат различни ... ... Wikipedia

Хидрофобни покрития- тънки слоеве от водоустойчиви вещества върху повърхността на хидрофилни материали. G. артикулите често се наричат водоотблъскващи, което е погрешно, защото. водните молекули не се отблъскват от тях, а се привличат, но изключително слабо (вижте Хидрофилност и ...

Експлозиви- (a. експлозиви, взривни вещества; n. Sprengstoffe; f. explosives; i. explosivos) хим. съединения или смеси от вещества, способни при определени условия на изключително бързо (експлозивно) саморазпространяване хим. трансформация с отделяне на топлина ... Геологическа енциклопедия

Амониево-нитратни експлозиви- (a. ammonal, амониев нитрат експлозиви; n. Ammonsalpetersprengstoffe, Ammonnitrat sprengstoffe, ANC Sprengstoffe; f. explosifs nitres; i. explosivos de nitrato amonico) експлозивни смеси, основни. компонент към амониев нитрат. ... ... Геологическа енциклопедия

Кръвно-мозъчна бариера- Връзката на клетките на мозъчната тъкан и капилярите: 1. Епендима 2. Неврон 3. Аксон 4. Клетка на Шван 5. Астроцит 6 ... Wikipedia

Терминът хидрофилност (произлиза от древногръцките думи "вода" и "любов") е характеристика на интензивността на взаимодействието на веществото с водата на молекулярно ниво, тоест способността на материала да абсорбира интензивно влагата, както и високата омокряемост на водата от повърхността на веществото. Тази концепция може да се припише както на твърдите тела, като свойство на повърхността, така и на отделни йони, атоми, молекули и техните групи.

Хидрофилността характеризира стойността на връзката на адсорбционните водни молекули с молекулите на дадено вещество; в този случай се образуват съединения, в които количеството вода се разпределя според стойностите на енергията на свързване.

Хидрофилността е присъща на вещества, които имат йонни кристални решетки (хидроксиди, оксиди, сулфати, силикати, глини, фосфати, стъкла и др.), Имащи полярни групи -OH, -NO 2, -COOH и др. хидрофилност и хидрофобност- специални случаи на взаимодействие на вещества с разтворители (лиофилност, лиофобност).

Хидрофобността може да се разглежда като малка степен на хидрофилност, тъй като действието на междумолекулните сили на привличане винаги ще присъства повече или по-малко между молекулите на всяко тяло и вода. Хидрофилността и хидрофобността могат да бъдат разграничени по това как капка вода се разпространява върху тяло с гладка повърхност. Капката ще се разпространи напълно върху хидрофилната повърхност и частично върху хидрофобната, докато стойността на ъгъла, образуван между повърхността на намокрения материал и капката, се влияе от степента на хидрофобност на даденото тяло. Хидрофилните вещества са вещества, в които силата на молекулярните (йонни, атомни) взаимодействия е доста голяма. Хидрофобни са метали, които са лишени от оксидни филми, органични съединения, които имат въглеводородни групи в молекулата (восъци, мазнини, парафини, някои пластмаси), графит, сяра и други вещества, които имат слабо взаимодействие на междумолекулно ниво.

Понятията хидрофилност и хидрофобност се прилагат както към тела и техните повърхности, така и към единични молекули или отделни части от молекули. Например, молекулите на повърхностно активните вещества съдържат полярни (хидрофилни) и въглеводородни (хидрофобни) съединения. Хидрофилността на повърхностната част на тялото може да се промени драматично поради адсорбцията на такива вещества.

Хидрофилизацията е процес на увеличаване на хидрофилността, а хидрофобизацията е процес на нейното намаляване. Тези явления са от голямо значение в козметичната индустрия, в текстилната технология за хидрофилизиране на тъкани (влакна) за подобряване на качеството на пране, избелване, боядисване и др.

Хидрофилност в козметиката

Парфюмерийната и козметичната индустрия произвежда хидрофилни кремове и гелове, които предпазват кожата от примеси, неразтворими във вода. Тези продукти съдържат хидрофилни компоненти, които образуват филм, предотвратяващ проникването на неразтворими във вода замърсители в повърхностния слой на кожата.

Хидрофилните кремове се произвеждат от емулсия, която е стабилизирана с подходящи емулгатори или с основа вода-масло-вода, масло-вода. В допълнение, те включват диспергирани колоидни системи, в които хидрофилните повърхностно-активни компоненти са стабилизирани и се състоят от водно-диспергирани или водно-гликолни смесени разтворители на висши мастни киселини или алкохоли.

Хидрогеловете (хидрофилни гелове) се приготвят от основи, състоящи се от вода, смесен неводен или хидрофилен разтворител (етилов алкохол, пропилей гликол, глицерин) и хидрофилен желиращ агент (целулозни производни, карбомери).

Хидрофилни свойства на кремове и гелове:

бързо и добре се абсорбира;

подхранват кожата

след прилагането им не оставя усещане за омазняване;

· почиства кожата;

стягащ ефект върху кожата;

намаляване на ефекта от негативните фактори на околната среда;

помагат на кожата да запази естествената си способност да се регенерира.

Хидрофилните кремове и гелове са предназначени да предпазват кожата при работа с несмесими с вода масла, мазут, петрол, бои, смоли, графит, сажди, органични разтворители, охлаждащи смазки, строителна пяна и много други леко агресивни вещества. Те също са незаменими при ремонт на кола, ремонт на апартамент, по време на строителство, в селска къща при работа с торове и почва.

Компанията "KorolevPharm" произвежда различни видове парфюмерия и козметика, включително хидрофилни и хидрофобни кремове. Предприятието е производител по договор и извършва всички етапи на производство: разработване на формула, сертифициране, стартиране на производството, серийно производство. Производственият обект е оборудван с модерно оборудване.

Предприятието е сертифицирано за съответствие с изискванията

Някои хора в училище имаха късмет в часовете по химия не само да пишат скучни тестове и да изчисляват моларна маса или да посочват валентност, но и да гледат как учителят провежда експерименти. Неизменно, като част от експеримента, като с магия, течностите в епруветките променят цвета си непредсказуемо и нещо друго може да избухне или да изгори красиво. Може би не толкова зрелищни, но все пак интересни експерименти, в които се използват хидрофилни и хидрофобни вещества. Между другото, какво е това и защо са любопитни?

Физически свойства

В уроците по химия, преминавайки през следващия елемент от периодичната система, както и всички основни вещества, задължително говорихме за различните им характеристики. По-специално бяха засегнати техните физични свойства: плътност, при нормални условия, точки на топене и кипене, твърдост, цвят, електропроводимост, топлопроводимост и много други. Понякога се говори за такива характеристики като хидрофобност или хидрофилност, но като правило те не говорят за това отделно. Междувременно това е доста интересна група вещества, които могат лесно да се срещнат в ежедневието. Така че би било полезно да научите повече за тях.

хидрофобни вещества

Примери лесно могат да се вземат от живота. Така че не можете да смесвате вода с масло - всеки знае това. Той просто не се разтваря, а остава да плува като мехурчета или филм на повърхността, тъй като плътността му е по-малка. Но защо е това и какви други хидрофобни вещества съществуват?

Обикновено тази група включва мазнини, някои протеини и силикони. Името на веществата идва от гръцките думи hydor - вода и phobos - страх, но това не означава, че молекулите се страхуват. Просто те са малко или напълно неразтворими, наричат ги още неполярни. Няма абсолютна хидрофобност, дори онези вещества, които, изглежда, изобщо не взаимодействат с водата, все пак я адсорбират, макар и в незначителни количества. На практика контактът на такъв материал с H 2 O изглежда като филм или капчици, или течността остава на повърхността и приема формата на топка, тъй като има най-малката повърхност и осигурява минимален контакт.

Хидрофобни свойства се приписват на определени вещества. Това се дължи на ниския процент на привличане към това как се случва, например, с въглеводороди.

хидрофилни вещества

Името на тази група, както се досещате, също идва от гръцки думи. Но в този случай втората част на филията е любовта и това идеално характеризира връзката на такива вещества с водата - пълно "взаимно разбиране" и отлична разтворимост. Тази група, понякога наричана "полярна", включва прости алкохоли, захари, аминокиселини и др. Съответно те имат такива характеристики, тъй като имат висока енергия на привличане към водната молекула. Строго погледнато, като цяло всички вещества са хидрофилни в по-голяма или по-малка степен.

Амфифилност

Но възможно ли е хидрофобните вещества да имат едновременно хидрофилни свойства? Оказва се, че да! Тази група вещества се нарича дифилна или амфифилна. Оказва се, че една и съща молекула може да има в структурата си както разтворими - полярни, така и водоотблъскващи - неполярни елементи. Такива свойства, например, имат някои протеини, липиди, повърхностно активни вещества, полимери и пептиди. При взаимодействие с вода те образуват различни супрамолекулни структури: монослоеве, липозоми, мицели, двуслойни мембрани, везикули и др. В този случай полярните групи се оказват ориентирани към течността.

Смисъл и приложение в живота

В допълнение към взаимодействието на вода и масло, могат да се намерят много доказателства, че хидрофобните вещества се срещат почти навсякъде. По този начин чистите повърхности от метали, полупроводници, както и животинска кожа, листа от растения, хитиново покритие от насекоми имат подобни свойства.

В природата и двата вида вещества са важни. По този начин хидрофилите се използват в транспорта в организмите на животни и растения, крайните продукти на метаболизма също се екскретират с помощта на разтвори на биологични течности. Неполярните вещества са от голямо значение за образуването на клетъчните мембрани, поради което тези свойства играят важна роля в хода на биологичните процеси.

През последните години учените разработват все повече и повече нови хидрофобни вещества, с които е възможно да се предпазят различни материали от намокряне и замърсяване, като по този начин се създават дори самопочистващи се повърхности. Облекло, метални изделия, строителни материали, автомобилни стъкла - има много области на приложение. По-нататъшното проучване на тази тема ще доведе до разработването на мултифобни вещества, които ще станат основа за повърхности, отблъскващи мръсотията. Създавайки такива материали, хората могат да спестят време, пари и ресурси, а също така ще бъде възможно да се намали степента на почистващи продукти. Така че по-нататъшното развитие ще бъде от полза за всички.