Гидрофобность: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Evgenaza (обсуждение | вклад) м стилевые правки |
опечатка Метки: с мобильного устройства из мобильной версии |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
[[Файл: |
[[Файл:D [[роса|росы]] на гидрофобной поверхносл:Drops I.jpg|thumb|Капля воды на гидрофобной поверхности травы]] |
||
{{не веществ. |
|||
[[Файл:Drops I.jpg|thumb|Капля воды на гидрофобной поверхности травы]] |
|||
{{не путать|Гидрофобия|гидрофоб'''ией'''|боязнью воды}} |
|||
'''Гидрофо́бность''' (от {{lang-grc|[[wikt:ὕδωρ#Древнегреческий|ὕδωρ]]}} «вода» + {{lang-grc2|[[wikt:φόβος#Древнегреческий|φόβος]]}} «боязнь, страх») — физическое свойство [[молекула|молекулы]], «стремление» избежать контакта с [[вода|водой]]<ref>Aryeh Ben-Na’im ''Hydrophobic Interaction'' Plenum Press, New York (ISBN 0-306-40222-X)</ref>. Сама молекула в этом случае называется '''гидрофо́бной'''. |
|||
Гидрофобные молекулы обычно [[Полярные вещества|неполярны]] и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных [[растворитель|растворителей]]. Поэтому вода на гидрофобной поверхности, обладающей высоким значением [[угол смачивания|угла смачивания]], собирается в капли. А при добавлении в воду гидрофобных жидкостей, в зависимости от плотности, они собираются в изолированные сгустки, либо распределяются по поверхности воды, как происходит с нефтью. |
|||
Гидрофобными являются молекулы [[алканы|алканов]], [[масла|масел]], [[жиры|жиров]] и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ. |
|||
Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «[[липофильность|липофильный]]» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, [[силиконы]], [[фторопласт]]. |
Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «[[липофильность|липофильный]]» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, [[силиконы]], [[фторопласт]]. |
||
Версия от 08:04, 8 сентября 2019
[[Файл:D росы на гидрофобной поверхносл:Drops I.jpg|thumb|Капля воды на гидрофобной поверхности травы]] {{не веществ.
Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы, фторопласт.
Химические основы
Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.[1] Так, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будет минимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например, при расслоении водно-масляной эмульсии.
Сверхгидрофобность
Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно несклонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на этом принципе. Примером сверхгидрофобного материала-биомиметика в нанотехнологии является нанопин-плёнка[англ.]. Показано, что поверхность пентоксида ванадия может переключаться между сверхгидрофобностью[англ.] и сверхгидрофильностью под действием УФ излучения[2]. Согласно этому исследованию, любую поверхность можно наделить подобным свойством путём нанесения на неё суспензии розеткообразных частиц V2O5, например, с помощью струйного принтера. Тут гидрофобность также вызывается межслойными воздушными полостями (разделёнными расстояниями 2.1 нм). Механизм действия УФ излучения состоит в создании пар «электрон-дырка», в которых дырки реагируют с атомами кислорода в кристаллической решетке, создавая кислородные вакансии на поверхности, а электроны восстанавливают V5+ до V3+. Кислородные вакансии закрываются водой и такое поглощение воды поверхности ванадия делает её гидрофильной. При продолжительном пребывании в темноте вода замещается кислородом и гидрофильность утрачивается.
См. также
Примечания
- ↑ Goss, K. U. and R. P. Schwarzenbach (2003): «Rules of Thumb for Assessing Equilibrium Partitioning of Organic Compounds: Successes and Pitfalls.» JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 80(4): 450—455. Link to abstract
- ↑ UV-Driven Reversible Switching of a Roselike Vanadium Oxide Film between Superhydrophobicity and Superhydrophilicity Ho Sun Lim, Donghoon Kwak, Dong Yun Lee, Seung Goo Lee, and Kilwon Cho J. Am. Chem. Soc.; 2007; 129(14) pp 4128 — 4129; (Communication) doi:10.1021/ja0692579
Литература
- Чугунов, А. О. Физическая водобоязнь / А. О. Чугунов, А. А. Полянский, Р. Г. Ефремов // Природа. — 2013. — Вып. 1169, № 1. — С. 24-34.
Ссылки
- Webtool to calculate and plot the hydrophobicity of proteins.
- Hydrophobicity applied — hydrophobic interaction chromatography (dutch)
 | В другом языковом разделе есть более полная статья Hydrophobe (англ.). |