Diferența dintre moleculele hidrofobe și hidrofile
Share
Diferența principală - Molecule hidrofobe vs. hidrofilice
Apa este un solvent bine cunoscut pentru dizolvarea majorității compușilor pe care îi cunoaștem. Dar toți compușii din natură nu se amestecă cu apă. Substanțele care se pot amesteca cu apa se numesc substanțe hidrofile; substanțele care nu pot fi amestecate cu apă sunt substanțe hidrofobe cunoscute. Acest lucru se întâmplă în principal datorită polarității moleculelor de apă. Componentele nepolare nu se pot dizolva într-un solvent polar. Aici ar trebui să luăm în considerare faptul că "se dizolvă ca". Compușii polari se pot dizolva în solvenți polari. Componenții nepolari se dizolvă în solvenți nepolari. Prin urmare, substanțele hidrofile trebuie să fie polare pentru a se dizolva în apă. Principala diferență dintre moleculele hidrofobe și hidrofile este aceea moleculele hidrofobe sunt nepolar, în timp ce moleculele hidrofile sunt polare.
Domenii cheie acoperite
1. Ce sunt molecule hidrofobe
- Definiție, proprietăți și exemple
2. Ce sunt moleculele hidrofilice
- Definiție, proprietăți și exemple
3. Care este diferența dintre moleculele hidrofobe și hidrofile
- Compararea diferențelor cheie
Termeni cheie: hidrofili, hidrofili, hidrofobi, hidrofobe, nepolar, polar, apă
Ce sunt molecule hidrofobe
Moleculele hidrofobe sunt molecule care nu se dizolvă în apă. Prin urmare, aceste molecule resping moleculele de apă. Aceste molecule hidrofobe sunt numite Hydrophobes. Hydrofobicitatea descrie cât de mult este o moleculă hidrofobă.
Moleculele hidrofobe sunt hidrofobe din cauza ne-polarității lor; cu alte cuvinte, moleculele hidrofobe sunt nepolar. Prin urmare, moleculele hidrofobe sunt adesea compuse din grupuri hidrocarbonate cu lanț lung care pot face o moleculă nepolară.
Figura 1: Hidrofob
Atunci când moleculele hidrofobe sunt adăugate în apă, aceste molecule tind să formeze miceli, care arată ca aglomerări, pentru a avea un contact minim cu apa. Cu toate acestea, molecula de apă se aranjează în jurul acestor aglomerări pentru a forma o cușcă. Atunci când se formează această aglomerare, legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă sunt descompuse, ceea ce face spațiu pentru aglomerație. Aceasta este o reacție endotermică, deoarece legăturile chimice sunt defalcate. În plus, formarea de aglomerări determină scăderea entropiei sistemului.
Conform relațiilor termodinamice,
ΔG = ΔH - TΔS
Unde ΔG este energia liberă a lui Gibbs
ΔH este schimbarea entalpiei
T este temperatura
ΔS este schimbarea entropiei.
Când moleculele hidrofobe sunt adăugate în apă, ΔS scade. Prin urmare, valoarea TΔS este redusă. Deoarece este o reacție endotermică, ΔH este o valoare pozitivă. Prin urmare, valoarea lui ΔG ar trebui să fie o valoare pozitivă mare. O valoare pozitivă ΔG indică faptul că reacția nu este spontană. Prin urmare, dizolvarea moleculelor hidrofobe în apă nu este spontană.
Interacțiunile care apar între moleculele hidrofobe sunt interacțiunile Van Der Waal, deoarece acestea sunt molecule nepolare. Aceste interacțiuni au un nume specific: interacțiuni hidrofobe. Ansamblurile prezente în apă tind să interacționeze și să se amestece una cu cealaltă, pentru a minimiza în continuare contactul cu apa. Modificarea entalpiei pentru această reacție este o valoare pozitivă, deoarece legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă care înconjoară aglomerările sunt defalcate. Entropia sistemului este crescută din moment ce cuștile în care au fost îngroșate sunt descompuse pentru a elibera hidrofobe. Când se ia în considerare procesul global, valoarea ΔG devine o valoare negativă. Prin urmare, formarea legăturilor hidrofobe este spontană.
Ce sunt moleculele hidrofilice
Modulele hidrofile sunt molecule care se pot dizolva în apă. Adică moleculele hidrofilice atrag molecule de apă. Caracterul hidrofil al unei molecule poate fi descris ca fiind hidrofilic. Modulele hidrofilice sunt molecule polar. Moleculele de apă sunt molecule polare, care permit moleculelor polare să se dizolve în apă. Aceste molecule hidrofile sunt numite hydrophiles.
Figura 1: Formarea micelilor. Aici, partea hidrofilă este îndreptată spre exterior deoarece partea hidrofilă atrage apa.
Modulele hidrofile pot forma legături chimice cu moleculele de apă. Dacă aceste molecule hidrofile sunt compuse din legături O-H, N-H, ele pot forma legături de hidrogen cu molecule de apă și apoi se amestecă cu apă. Conform relațiilor termodinamice,
ΔG = ΔH - TΔS
Entropia sistemului este crescută datorită amestecării moleculelor hidrofile cu apă și apoi schimbarea entropiei ΔS este o valoare pozitivă. Deoarece se formează noi legături între hidrofile și moleculele de apă, această amestecare este exotermă. Apoi, schimbarea entalpiei este o valoare negativă. Prin urmare, energia liberă Gibbs este o valoare negativă care indică faptul că amestecul este spontan.
Hidrofilicitatea hidrofililor determină cât de bine aceste molecule se dizolvă în apă. Polaritatea moleculelor apare datorită diferențelor dintre valorile electronegativității atomilor din legăturile chimice. Cu cât este mai mare diferența, cu atât este mai mare polaritatea; apoi, mai mare hidrofilicitatea.
Diferența dintre moleculele hidrofobe și hidrofile
Definiție
hidrofobă molecule: Moleculele hidrofobe sunt molecule care nu se dizolvă în apă.
Molecule hidrofile: Moleculele hidrofilice sunt molecule care se pot dizolva în apă.
Alte nume
hidrofobă molecule: Moleculele hidrofobe se numesc hidrofobe.
Molecule hidrofile: Modulele hidrofilice se numesc hidrofile.
Interacțiunea cu apa
hidrofobă molecule: Moleculele hidrofobe resping moleculele de apă.
Molecule hidrofile: Modulele hidrofilice atrag molecule de apă.
Polaritate
hidrofobă molecule: Moleculele hidrofobe sunt nepolar.
Molecule hidrofile: Modulele hidrofile sunt polare.
Gibbs Free Energy
hidrofobă molecule: Când moleculele hidrofobe sunt adăugate în apă, energia liberă Gibbs devine o valoare pozitivă.
Molecule hidrofile: Când moleculele hidrofilice sunt adăugate în apă, energia liberă Gibbs are o valoare negativă.
Schimbarea în entropie
hidrofobă molecule: Când moleculele hidrofobe sunt adăugate în apă, entropia este scăzută.
Molecule hidrofile: Când moleculele hidrofilice sunt adăugate în apă, entropia este crescută.
Tip de reacție
hidrofobă molecule: Dizolvarea moleculelor hidrofobe în apă este o reacție endotermică.
Molecule hidrofile: Dizolvarea moleculelor hidrofile în apă este o reacție exotermă.
Concluzie
Moleculele pot fi clasificate ca molecule hidrofobe sau molecule hidrofile în funcție de răspunsul pe care aceste molecule îl prezintă moleculelor de apă. Moleculele hidrofobe resping moleculele de apă. Modulele hidrofilice atrag molecule de apă. Cu toate acestea, diferența principală dintre moleculele hidrofobe și hidrofile este că moleculele hidrofobe sunt nepolar, în timp ce moleculele hidrofilice sunt polare.
Referințe:
1. "Hydrophilic: Definiție și interacțiune" Study.com, disponibil aici. Accesat la 20 septembrie 2017.
2. "Interacțiuni hidrofobe". LibreTexts, Libretexts, 14 mai 2017, disponibil aici. Accesat la 20 septembrie 2017.
Datorită fotografiei:
1. "Dew 2" de Michael Apel - fotografie făcută de Michael Apel (CC BY 2.5) prin Wikimedia Commons
2. "Micelle scheme-en" De SuperManu - Muncă proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
