Dikush në shkollë pati fatin në orën e kimisë jo vetëm të shkruante teste të mërzitshme dhe të llogariste masën molare ose të tregonte valencën, por edhe të shikonte se si mësuesi kryen eksperimente. Pa ndryshim, si pjesë e eksperimentit, si me magji, lëngjet në provëza ndryshonin ngjyrën në mënyrë të paparashikueshme dhe diçka tjetër mund të shpërthejë ose të digjet bukur. Ndoshta eksperimente jo aq spektakolare, por ende interesante në të cilat përdoren substanca hidrofile dhe hidrofobike. Meqë ra fjala, çfarë janë ata dhe pse janë kuriozë?
Vetitë fizike
Në mësimet e kimisë, duke kaluar në elementin vijues nga tabela periodike, si dhe të gjitha substancat bazë, folëm domosdoshmërisht për karakteristikat e tyre të ndryshme. Në veçanti u prekën vetitë e tyre fizike: dendësia, gjendja e grumbullimit në kushte normale, pikat e shkrirjes dhe vlimit, fortësia, ngjyra, përçueshmëria elektrike, përçueshmëria termike e shumë të tjera. Ndonjëherë flitej për karakteristika të tilla si hidrofobiciteti ose hidrofiliteti, megjithatë, si rregull, ata nuk flasin për këtë veçmas. Ndërkohë, ky është një grup mjaft interesant substancash që mund të ndeshen lehtësisht në jetën e përditshme. Pra, nuk është në venddo të mësojë më shumë rreth tyre.
Substanca hidrofobike
Shembuj mund të merren lehtësisht nga jeta. Pra, nuk mund të përzieni ujin me vajin - të gjithë e dinë këtë. Thjesht nuk shpërndahet, por mbetet lundrues si flluska ose film në sipërfaqe, pasi dendësia e tij është më e vogël. Por pse është kjo dhe cilat substanca të tjera hidrofobike ekzistojnë?
Zakonisht ky grup përfshin yndyrna, disa proteina dhe acide nukleike, si dhe silikone. Emri i substancave vjen nga fjalët greke hydor - ujë dhe phobos - frikë, por kjo nuk do të thotë se molekulat kanë frikë. Thjesht janë pak ose krejtësisht të patretshme, quhen edhe jopolare. Hidrofobia absolute nuk ekziston, madje edhe ato substanca që, me sa duket, nuk ndërveprojnë fare me ujin, prapëseprapë e thithin atë, megjithëse në sasi të papërfillshme. Në praktikë, kontakti i një materiali të tillë me H2O duket si një shtresë ose pika, ose lëngu mbetet në sipërfaqe dhe merr formën e një topi, pasi ka më të voglin. sipërfaqja dhe siguron kontakt minimal.
Vetitë hidrofobike shpjegohen me strukturën kimike të substancave të caktuara. Kjo është për shkak të tërheqjes së ulët ndaj molekulës së ujit, siç ndodh, për shembull, me hidrokarburet.
Substancat hidrofile
Emri i këtij grupi, siç mund ta merrni me mend, gjithashtu vjen nga fjalët greke. Por në këtë rast, pjesa e dytë e filisë është dashuria, dhe kjo karakterizon në mënyrë të përkryer marrëdhënien e substancave të tilla me ujin -"mirëkuptim i ndërsjellë" i plotë dhe tretshmëri e shkëlqyer. Ky grup, i quajtur ndonjëherë "polar", përfshin alkoole të thjeshta, sheqerna, aminoacide etj. Prandaj, ato kanë karakteristika të tilla, pasi kanë një energji të lartë tërheqëse ndaj molekulës së ujit. Në mënyrë të rreptë, në fakt, të gjitha substancat janë hidrofile në një masë më të madhe ose më të vogël.
Amfifilitet
A ndodh që substancat hidrofobike mund të kenë njëkohësisht veti hidrofile? Rezulton se po! Ky grup substancash quhet difil, ose amfifil. Rezulton se e njëjta molekulë mund të ketë në strukturën e saj elementë të tretshëm - polare, dhe rezistues ndaj ujit - jopolarë. Veti të tilla, për shembull, kanë disa proteina, lipide, surfaktantë, polimere dhe peptide. Kur ndërveprojnë me ujin, ato formojnë struktura të ndryshme mbimolekulare: monoshtresa, liposome, micela, membrana dyshtresore, vezikula etj. Në këtë rast grupet polare rezultojnë të jenë të orientuara drejt lëngut.
Kuptimi dhe zbatimi në jetë
Përveç ndërveprimit të ujit dhe vajit, ka shumë dëshmi se substanca hidrofobike gjenden pothuajse kudo. Pra, sipërfaqet e pastra të metaleve, gjysmëpërçuesve, si dhe lëkura e kafshëve, gjethet e bimëve, mbulesa kitin e insekteve kanë veti të ngjashme.
Në natyrë, të dyja llojet e substancave janë të rëndësishme. Kështu, hidrofilet përdoren në transportin e lëndëve ushqyese në organizmat e kafshëve dhe bimëve, produktet përfundimtareshkëmbimi ekskretohen gjithashtu duke përdorur solucione të lëngjeve biologjike. Substancat jopolare kanë rëndësi të madhe në formimin e membranave qelizore me përshkueshmëri selektive. Kjo është arsyeja pse këto veti luajnë një rol të rëndësishëm në rrjedhën e proceseve biologjike.
Në vitet e fundit, shkencëtarët kanë zhvilluar gjithnjë e më shumë substanca të reja hidrofobike, me të cilat është e mundur të mbrohen materiale të ndryshme nga lagja dhe ndotja, duke krijuar kështu edhe sipërfaqe vetë-pastruese. Veshje, produkte metalike, materiale ndërtimi, xhami automobilistik - ka shumë fusha aplikimi. Studimi i mëtejshëm i kësaj teme do të çojë në zhvillimin e substancave multifobike që do të bëhen bazë për sipërfaqet kundër papastërtive. Duke krijuar materiale të tilla, njerëzit mund të kursejnë kohë, para dhe burime, dhe gjithashtu do të jetë e mundur të zvogëlohet shkalla e ndotjes së natyrës me produkte pastrimi. Kështu që zhvillimet e mëtejshme do të përfitojnë të gjithë.
