hydrofobe stoffer. Hva er hydrofobe stoffer? Hydrofile og hydrofobe materialer

Statens utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning

Den russiske føderasjonens helsedepartement

(GBOU VPO NSMU fra helsedepartementet i Russland)

Institutt for medisinsk kjemi

Essay

HYDROFILISKE, HYDROFOBE, AMFIFE STOFFER: I NATUREN OG I MENNESKEREKROPPEN.

(litteraturomtale)

Fullført:

Krysset av:

Introduksjon

Vann er et av de vanligste stoffene på jorden. Den dekker mesteparten av jordens overflate. Nesten alle levende ting består hovedsakelig av vann. Hos mennesker varierer vanninnholdet i organer og vev fra 20 % (i beinvev) til 85 % (i hjernen). Omtrent 2/3 av massen til en person er vann, i kroppen til en manet opptil 95% av vannet, selv i tørre plantefrø, er vann 10-12%.

Vann har noen unike egenskaper. Disse egenskapene er så viktige for levende organismer at det er umulig å forestille seg liv uten denne kombinasjonen av hydrogen og oksygen.

I forhold til vann er alle stoffer delt inn i to grupper: hydrofil - "elsker vann" og hydrofob - "redd for vann" (fra gresk "hydro" - vann, "phileo" - kjærlighet og "phobos" - frykt). Egenskapene til disse stoffene, så vel som deres betydning i naturen, vil bli diskutert i vårt arbeid.

Hydrofile og hydrofobe stoffer

Hydrofile stoffer (gresk "hydro" - vann, "phileo" - kjærlighet) er stoffer hvis tiltrekningsenergi til vannmolekyler overstiger energien til hydrogenbindinger (tiltrekningsenergien mellom vannmolekyler), derfor er mange hydrofile stoffer svært løselige i vann .

Hydrofile stoffer interagerer intensivt med vannmolekyler. Hydrofilisitet er preget av størrelsen på adsorpsjonsbindingen til stoffer med vannmolekyler, dannelsen av ubestemte forbindelser med dem, og fordelingen av vannmengden i henhold til størrelsen på bindingsenergien. Hydrofilisiteten bestemmes hovedsakelig av bindingsenergien til adsorpsjonsmonolaget, siden de påfølgende lagene er mye svakere bundet til stoffet. Hydrofilisitet kan uttrykkes ved adsorpsjonsvarmen av vanndamp eller varmen fra fukting, samt arbeidet med å fukte en enhetsoverflate på øya.

Hydrofobe stoffer (gresk "hydro" - vann, "phobos" - frykt) - stoffer hvis energi for tiltrekning av molekyler til vannmolekyler er mindre enn energien til hydrogenbindinger av vannmolekyler. Hydrofobe stoffer inkluderer fett, noen karbohydrater (stivelse, glykogen, fiber), nukleinsyrer, ATP, de fleste proteiner som er uløselige i vann.

Det finnes ingen absolutt hydrofobe ("vannavstøtende") stoffer; selv de mest hydrofobe - hydrokarbon og fluorkarbon - overflater adsorberer vann. Derfor betraktes hydrofobitet som en liten grad av hydrofilisitet.

G. og g. kan estimeres, så vel som fuktbarheten til overflaten med vann (i luft), ved verdien av fuktingsvinkelen q: for hydrofile overflater<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.

Hydrofile er stoffer med polar kjemikalier. bindinger: halogenider, oksider og deres hydrater, karbonater, sulfater, fosfater, silikater og aluminosilikater (leire, glass), samt cellemembraner. Rene overflater av metaller, karbon, halvledere, stoffer som består av svakt polare molekyler, planteblader, dyrehud, insektkitindeksel er hydrofobe. Alle polare grupper som utgjør molekylene til overflateaktive stoffer - overflateaktive stoffer - COOH, -NH2, -SO3Na, etc., er hydrofile; hydrokarbonradikalene assosiert med dem er hydrofobe.

Amfifile stoffer

Amfifilisitet er en egenskap ved molekyler av stoffer (vanligvis organiske) som har både hydrofile og hydrofobe egenskaper. Molekyler av amfifile forbindelser ligner på en rumpetroll: de består av en lang hydrokarbonhale (vanligvis bygget av mer enn ti CH2-grupper), som sikrer løselighet i ikke-polare medier, og et polart hode, som er ansvarlig for hydrofile egenskaper. Dermed "elsker" amfifile forbindelser samtidig både vann (det vil si at de er hydrofile) og ikke-polare løsningsmidler (viser hydrofobe egenskaper).

Avhengig av typen hydrofil gruppe, isoleres amfifile forbindelser som bærer en ladet kationisk eller anionisk funksjonell gruppe og amfifile forbindelser med en uladet funksjonell gruppe. De aller fleste kjente organiske forbindelser bærer mer enn én ladet funksjonell gruppe. Et eksempel på slike stoffer er makromolekylære forbindelser - proteiner, lipoproteiner, blokkkopolymerer, etc. Tilstedeværelsen av en tertiær struktur i proteinmolekyler, som er dannet som et resultat av intramolekylære interaksjoner av funksjonelle grupper (polare eller ikke-polare) med hverandre, viser i seg selv den amfifile naturen til disse forbindelsene.

Et annet eksempel på amfifile forbindelser er de fleste medikamenter, hvis molekyler kombinerer et sett med visse funksjonelle grupper som er nødvendige for effektiv binding til målreseptoren.

Amfifile forbindelser spiller en spesiell rolle i dyrelivet. Ingen dyr eller planter kan eksistere uten dem. Det er fra amfifile molekyler cellemembranen består, som skiller den levende organismen fra det fiendtlige ytre miljøet. Det er disse molekylene som utgjør de indre organellene i cellen, deltar i delingsprosessen og er involvert i metabolismen med miljøet. Amfifile molekyler tjener som mat for oss og dannes i kroppene våre, deltar i den interne reguleringen og syklusen til gallesyrer. Kroppen vår inneholder mer enn 10 % amfifile molekyler. Derfor kan syntetiske overflateaktive stoffer være farlige for levende organismer og kan for eksempel løse opp cellemembranen og føre til at den dør.

Konklusjon

I naturen er begge typer stoffer viktige. Du kan finne mye bevis på at hydrofobe stoffer finnes nesten overalt. Således har rene overflater av metaller, halvledere, så vel som dyrehud, planteblader, insektkitindeksel lignende egenskaper. I sin tur brukes hydrofile til transport av næringsstoffer i organismer til dyr og planter, sluttproduktene av metabolisme skilles også ut ved hjelp av løsninger av biologiske væsker. Ikke-polare stoffer har stor betydning i dannelsen av cellemembraner med selektiv permeabilitet. Det er derfor slike egenskaper spiller en viktig rolle i løpet av biologiske prosesser. De siste årene har forskere utviklet flere og flere nye hydrofobe stoffer som det er mulig å beskytte ulike materialer mot fukting og forurensning med, og dermed skape jevne selvrensende overflater. Klær, metallprodukter, byggematerialer, bilglass - det er mange bruksområder. Videre studier av dette emnet vil føre til utvikling av multifobe stoffer som vil bli grunnlaget for smussavvisende overflater. Ved å lage slike materialer kan folk spare tid, penger og ressurser, og det vil også være mulig å redusere graden av forurensning av naturen med rengjøringsmidler. Så videre utvikling vil komme alle til gode.

Bibliografi

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- Hydrofobe-stoffer

hydrofile stoffer

Hydrofile stoffer (stoffer)

Faste stoffer som har egenskapen å bli fuktet av vann. Ikke fuktet av oljeholdige væsker.

Kort elektronisk oppslagsbok om de viktigste olje- og gassbegrepene med et system med kryssreferanser. - M.: Russian State University of Oil and Gas. I. M. Gubkina. M.A. Mokhov, L.V. Igrevsky, E.S. Novik. 2004 .

Se hva "hydrofile stoffer" er i andre ordbøker:

Hydrofile salvebaser- Stilen til denne artikkelen er ikke encyklopedisk eller bryter med normene for det russiske språket. Artikkelen bør rettes etter Wikipedias stilregler. Hovedartikkel: Salvebaser Hydrofile salvebaser salvebaser brukt til ... ... Wikipedia

hydrofil- (fra hydro og phyla) "vannelskende" stoffer hvis molekyler er elektropolare og lett kombineres med vannmolekyler. Det motsatte av hydrofobe ("ikke å elske vann") stoffer ... Begynnelsen av moderne naturvitenskap

Tetningsmidler- høypolymere hydrofile stoffer som brukes til komprimering av flytende næringsmedier. I miljøer for kjemoorganotrofer som U.v. bruk agar (se) og gelatin (se), for autotrofe organismer silikagel (se). Mindre … … Ordbok for mikrobiologi

Stoffer som er i stand til å samle seg (kondensere) på kontaktflaten til to legemer, kalt faseseparasjonsoverflaten eller grenseflateoverflaten. På grenseflaten P. a. V. danner et lag med høy konsentrasjon adsorpsjon ... ... Stor sovjetisk leksikon

overflateaktive stoffer (overflateaktive stoffer)- stoffer som kan adsorberes på fasegrensesnittet og forårsake en reduksjon i overflatespenning (grensesnitt). Typiske overflateaktive stoffer er organiske forbindelser hvis molekyler inneholder lyofile og lyofobe (vanligvis hydrofile og ... ... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

Overflateaktive stoffer- (a. overflateaktive stoffer; n. grenzflachenaktive Stoffe, oberflachenaktive Stoffe; f. stoffer tensio aktive; og. overflateaktive stoffer), stoffer med en asymmetrisk mol. struktur, hvis molekyler har en amfifil struktur, dvs. inneholder lyofile og ...... Geologisk leksikon

overflateaktive midler- Overflateaktive stoffer Ting som kan adsorberes på grensesnittet og forårsake en reduksjon i overflaten. (grensesnitt) spenning. Typiske overflateaktive stoffer - organiske. forbindelser hvis molekyler inneholder lyofile og lyofobe (vanligvis hydrofile og hydrofobe) ved ... Teknisk oversetterhåndbok

Overflateaktive arter Stoffer med en asymmetrisk molekylstruktur, hvis molekyler har en amfifil struktur, dvs. inneholder lyofile og lyofobe (vanligvis hydrofile polare grupper og hydrofobe radikaler) atomgrupper. Difilisk … … Olje og gass mikroleksikon

Cellemembraner- Dette begrepet har andre betydninger, se Membran Et bilde av en cellemembran. Små blå og hvite kuler tilsvarer de hydrofile "hodene" til lipidene, og linjene festet til dem tilsvarer de hydrofobe "halene". I figuren ... ... Wikipedia

Selektiv permeabilitet- Dette begrepet har andre betydninger, se Membran Et bilde av en cellemembran. Små blå og hvite kuler tilsvarer de hydrofile "hodene" til lipidene, og linjene festet til dem tilsvarer de hydrofobe "halene". Figuren viser ... ... Wikipedia

hydrofobe stoffer

Hydrofobe stoffer (stoffer)

Faste stoffer som ikke fuktes av vann. Våt med oljeholdige væsker.

Se hva "hydrofobe stoffer" er i andre ordbøker:

Hydrofobe salvebaser- Hovedartikkel: Salvebaser Hydrofobe salvebaser salvebaser beregnet for doseringsformer, hvis aktive ingredienser er hydrofobe. Gruppen av hydrofobe baser kombinerer baser og deres komponenter som har forskjellige ... ... Wikipedia

Hydrofobe belegg- tynne lag av vannbestandige stoffer på overflaten av hydrofile materialer. G. gjenstander kalles ofte vannavstøtende, noe som er feil, fordi. vannmolekyler frastøter ikke dem, men tiltrekkes, men ekstremt svakt (se Hydrofilisitet og ...

Sprengstoff- (a. eksplosiver, sprengningsmidler; n. Sprengstoffe; f. eksplosiver; i. eksplosivos) chem. forbindelser eller blandinger av stoffer som, under visse forhold, er i stand til ekstremt hurtig (eksplosiv) selvformerende kjemikalier. transformasjon med frigjøring av varme ... Geologisk leksikon

Ammoniumnitrat eksplosiver- (a. ammonal, ammoniumnitrat eksplosiver; n. Ammonsalpetersprengstoffe, Ammonnitrat sprengstoffe, ANC Sprengstoffe; f. explosifs nitres; i. explosivos de nitrato amonico) eksplosive blandinger, hoved. komponent til ryh Ammoniumnitrat. ... ... Geologisk leksikon

Blod-hjerne-barriere- Forholdet mellom hjernevevsceller og kapillærer: 1. Ependyma 2. Nevron 3. Axon 4. Schwann-celle 5. Astrocytt 6 ... Wikipedia

Begrepet hydrofilisitet (avledet fra de gamle greske ordene "vann" og "kjærlighet") er et kjennetegn på intensiteten av interaksjonen mellom et stoff og vann på molekylært nivå, det vil si materialets evne til å absorbere fuktighet intensivt, samt den høye fuktbarheten til vann ved overflaten av stoffet. Dette konseptet kan tilskrives både faste stoffer, som en egenskap ved overflaten, og til individuelle ioner, atomer, molekyler og deres grupper.

Hydrofilisitet karakteriserer verdien av bindingen av adsorpsjonsvannmolekyler med molekylene til et stoff; i dette tilfellet dannes forbindelser der mengden vann er fordelt i henhold til verdiene til bindingsenergien.

Hydrofilisitet er iboende i stoffer som har ioniske krystallgitter (hydroksider, oksider, sulfater, silikater, leire, fosfater, glass, etc.), som har polare grupper -OH, -NO 2, -COOH, etc. hydrofilisitet og hydrofobitet- spesielle tilfeller av interaksjon av stoffer med løsemidler (lyofilisitet, lyofobicitet).

Hydrofobicitet kan betraktes som en liten grad av hydrofilisitet, fordi virkningen av intermolekylære tiltrekningskrefter alltid vil være mer eller mindre tilstede mellom molekylene til enhver kropp og vann. Hydrofilisitet og hydrofobitet kan skilles ved hvordan en vanndråpe sprer seg på en kropp med en jevn overflate. Dråpen vil spre seg fullstendig på den hydrofile overflaten, og delvis på den hydrofobe, mens verdien av vinkelen som dannes mellom overflaten av det fuktede materialet og dråpen påvirkes av graden av hydrofobitet til den gitte kroppen. Hydrofile stoffer er stoffer der styrken av molekylære (ioniske, atomære) interaksjoner er ganske stor. Hydrofobe er metaller som er blottet for oksidfilmer, organiske forbindelser som har hydrokarbongrupper i molekylet (voks, fett, parafiner, noe plast), grafitt, svovel og andre stoffer som har svak interaksjon på intermolekylært nivå.

Begrepene hydrofilisitet og hydrofobitet brukes både på kropper og deres overflater, og på enkeltmolekyler eller individuelle deler av molekyler. For eksempel inneholder molekylene til overflateaktive stoffer polare (hydrofile) og hydrokarbon (hydrofobe) forbindelser. Hydrofilisiteten til overflatedelen av kroppen kan endre seg dramatisk på grunn av adsorpsjonen av slike stoffer.

Hydrofilisering er prosessen med å øke hydrofilisiteten, og hydrofobisering er prosessen med å redusere den. Disse fenomenene er av stor betydning i kosmetikkindustrien, i tekstilteknologi for hydrofilisering av tekstiler (fibre) for å forbedre kvaliteten på vask, bleking, farging, etc.

Hydrofilisitet i kosmetikk

Parfyme- og kosmetikkindustrien produserer hydrofile kremer og geler som beskytter huden mot urenheter som er uløselige i vann. Disse produktene inneholder hydrofile komponenter som danner en film som hindrer inntrengning av vannuløselige forurensninger inn i overflatelaget av huden.

Hydrofile kremer er laget av en emulsjon som er stabilisert med egnede emulgatorer eller med en vann-olje-vann, olje-vann-base. I tillegg inkluderer disse dispergerte kolloidale systemer hvor hydrofile overflateaktive komponenter er stabilisert og bestående av vanndispergerte eller vann-glykol blandede løsningsmidler av høyere fettsyrer eller alkoholer.

Hydrogeler (hydrofile geler) fremstilles av baser som består av vann, et blandet ikke-vandig eller hydrofilt løsningsmiddel (etylalkohol, propylenglykol, glyserin) og et hydrofilt geleringsmiddel (cellulosederivater, karbomerer).

Hydrofile egenskaper til kremer og geler:

raskt og godt absorbert;

gi næring til huden

etter påføringen etterlater ikke en følelse av fettete;

· rense huden;

oppstrammende effekt på huden;

redusere effekten av negative miljøfaktorer;

hjelpe huden å opprettholde sin naturlige evne til å regenerere.

Hydrofile kremer og geler er designet for å beskytte huden når du arbeider med vannublandbare oljer, fyringsolje, petroleum, maling, harpiks, grafitt, sot, organiske løsemidler, skjærevæsker, byggeskum og en rekke andre mildt aggressive stoffer. De er også uunnværlige når du reparerer en bil, reparerer en leilighet, under bygging, i et landsted når du arbeider med gjødsel og jord.

Selskapet "KorolevPharm" produserer ulike typer parfymeri og kosmetiske produkter, inkludert hydrofile og hydrofobe kremer. Bedriften er en kontraktsprodusent og utfører alle stadier av produksjonen: formuleringsutvikling, sertifisering, produksjonsstart, serieproduksjon. Produksjonsstedet er utstyrt med moderne utstyr.

Virksomheten er sertifisert for å oppfylle kravene

Noen mennesker på skolen var heldige i kjemitimen som ikke bare skrev kjedelige tester og beregnet molar masse eller indikerer valens, men også å se hvordan læreren utfører eksperimenter. Som en del av eksperimentet, som ved et trylleslag, endret væskene i reagensrørene uforutsigbart farge, og noe annet kunne eksplodere eller brenne vakkert. Kanskje ikke så spektakulære, men likevel interessante eksperimenter der hydrofile og hydrofobe stoffer brukes. Forresten, hva er det og hvorfor er de nysgjerrige?

Fysiske egenskaper

I kjemitimer, gjennom det neste elementet fra det periodiske systemet, så vel som alle de grunnleggende stoffene, snakket vi nødvendigvis om deres forskjellige egenskaper. Spesielt ble deres fysiske egenskaper berørt: tetthet, under normale forhold, smelte- og kokepunkter, hardhet, farge, elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og mange andre. Noen ganger var det snakk om slike egenskaper som hydrofobicitet eller hydrofilisitet, men som regel snakker de ikke om dette separat. I mellomtiden er dette en ganske interessant gruppe stoffer som lett kan støtes på i hverdagen. Så det ville være nyttig å lære mer om dem.

hydrofobe stoffer

Eksempler kan lett hentes fra livet. Så du kan ikke blande vann med olje - alle vet dette. Den løses rett og slett ikke opp, men forblir flytende som bobler eller en film på overflaten, siden dens tetthet er mindre. Men hvorfor er dette og hvilke andre hydrofobe stoffer finnes?

Vanligvis inkluderer denne gruppen fett, noen proteiner og silikoner. Navnet på stoffene kommer fra de greske ordene hydor - vann og phobos - frykt, men dette betyr ikke at molekylene er redde. Det er bare det at de er lite eller helt uløselige, de kalles også ikke-polare. Det er ingen absolutt hydrofobicitet, selv de stoffene som, det ser ut til, ikke interagerer med vann i det hele tatt, adsorberer det fortsatt, om enn i ubetydelige mengder. I praksis ser kontakten av et slikt materiale med H 2 O ut som en film eller dråper, eller væsken forblir på overflaten og tar form av en ball, siden den har den minste overflaten og gir minimal kontakt.

Hydrofobe egenskaper tilskrives visse stoffer. Dette skyldes den lave tiltrekningsgraden til hvordan det skjer, for eksempel med hydrokarboner.

hydrofile stoffer

Navnet på denne gruppen, som du kanskje gjetter, kommer også fra greske ord. Men i dette tilfellet er den andre delen av philia kjærlighet, og dette karakteriserer perfekt forholdet mellom slike stoffer og vann - fullstendig "gjensidig forståelse" og utmerket løselighet. Denne gruppen, noen ganger kalt "polar", inkluderer enkle alkoholer, sukkerarter, aminosyrer, etc. Følgelig har de slike egenskaper, siden de har en høy tiltrekningsenergi til vannmolekylet. Strengt tatt er generelt alle stoffer hydrofile i større eller mindre grad.

Amfifilisitet

Men er det mulig at hydrofobe stoffer samtidig kan ha hydrofile egenskaper? Det viser seg ja! Denne gruppen av stoffer kalles difile, eller amfifile. Det viser seg at det samme molekylet i sin struktur kan ha både løselige - polare, og vannavstøtende - ikke-polare elementer. Slike egenskaper har for eksempel noen proteiner, lipider, overflateaktive stoffer, polymerer og peptider. Når de interagerer med vann, danner de ulike supramolekylære strukturer: monolag, liposomer, miceller, tolagsmembraner, vesikler osv. I dette tilfellet viser polare grupper seg å være orientert mot væsken.

Mening og anvendelse i livet

I tillegg til samspillet mellom vann og olje, kan man finne mye bevis på at hydrofobe stoffer finnes nesten overalt. Således har rene overflater av metaller, halvledere, så vel som dyrehud, planteblader, insektkitindeksel lignende egenskaper.

I naturen er begge typer stoffer viktige. Således brukes hydrofiler i transport i organismer til dyr og planter, sluttproduktene av metabolisme skilles også ut ved hjelp av løsninger av biologiske væsker. Ikke-polare stoffer er av stor betydning for dannelsen av cellemembraner, og det er derfor slike egenskaper spiller en viktig rolle i løpet av biologiske prosesser.

De siste årene har forskere utviklet flere og flere nye hydrofobe stoffer som det er mulig å beskytte ulike materialer mot fukting og forurensning med, og dermed skape jevne selvrensende overflater. Klær, metallprodukter, byggematerialer, bilglass - det er mange bruksområder. Videre studier av dette emnet vil føre til utvikling av multifobe stoffer som vil bli grunnlaget for smussavvisende overflater. Ved å lage slike materialer kan folk spare tid, penger og ressurser, og det vil også være mulig å redusere graden av rengjøringsmidler. Så videre utvikling vil komme alle til gode.