Mancher in der Schule hatte das Glück, im Chemieunterricht nicht nur langweilige Klausuren zu schreiben und die Molmasse zu berechnen oder die Wertigkeit anzugeben, sondern auch zuzusehen, wie der Lehrer Experimente durchführt. Als Teil des Experiments änderten die Flüssigkeiten in den Reagenzgläsern wie von Zauberhand unvorhersehbar ihre Farbe, und etwas anderes konnte explodieren oder wunderbar brennen. Vielleicht nicht so spektakuläre, aber dennoch interessante Experimente, bei denen hydrophile und hydrophobe Substanzen verwendet werden. Übrigens, was ist das und warum sind sie neugierig?

Physikalische Eigenschaften

Im Chemieunterricht haben wir beim Durchgehen des nächsten Elements aus dem Periodensystem sowie aller Grundstoffe zwangsläufig über ihre verschiedenen Eigenschaften gesprochen. Betroffen waren unter anderem ihre physikalischen Eigenschaften: Dichte unter Normalbedingungen, Schmelz- und Siedepunkte, Härte, Farbe, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und viele andere. Manchmal wurde über Eigenschaften wie Hydrophobizität oder Hydrophilie gesprochen, aber in der Regel wird darüber nicht gesondert gesprochen. Mittlerweile handelt es sich um eine recht interessante Stoffgruppe, der man im Alltag leicht begegnen kann. Es wäre also nützlich, mehr über sie zu erfahren.

hydrophobe Substanzen

Beispiele können leicht aus dem Leben genommen werden. Man kann also kein Wasser mit Öl mischen – das weiß jeder. Es löst sich einfach nicht auf, sondern bleibt als Bläschen oder Film auf der Oberfläche schweben, da seine Dichte geringer ist. Aber warum ist das so und welche anderen hydrophoben Substanzen gibt es?

Normalerweise umfasst diese Gruppe Fette, einige Proteine ​​​​und Silikone. Der Name der Substanzen kommt von den griechischen Wörtern hydor – Wasser und phobos – Angst, was aber nicht bedeutet, dass die Moleküle Angst haben. Es ist nur so, dass sie wenig oder vollständig unlöslich sind, sie werden auch als unpolar bezeichnet. Eine absolute Hydrophobie existiert nicht, selbst solche Substanzen, die anscheinend überhaupt nicht mit Wasser interagieren, adsorbieren es immer noch, wenn auch in vernachlässigbaren Mengen. In der Praxis sieht der Kontakt eines solchen Materials mit H 2 O wie ein Film oder Tropfen aus, oder die Flüssigkeit bleibt auf der Oberfläche und nimmt die Form einer Kugel an, da sie die kleinste Oberfläche hat und minimalen Kontakt bietet.

Bestimmten Stoffen werden hydrophobe Eigenschaften zugeschrieben. Dies liegt an der geringen Anziehungskraft, wie dies beispielsweise bei Kohlenwasserstoffen der Fall ist.

hydrophile Substanzen

Der Name dieser Gruppe kommt, wie Sie sich vorstellen können, auch von griechischen Wörtern. Aber in diesem Fall ist der zweite Teil von Philia Liebe, und dies charakterisiert perfekt die Beziehung solcher Substanzen zu Wasser - vollständiges "gegenseitiges Verständnis" und hervorragende Löslichkeit. Diese Gruppe, die manchmal als "polar" bezeichnet wird, umfasst einfache Alkohole, Zucker, Aminosäuren usw. Dementsprechend haben sie solche Eigenschaften, da sie eine hohe Anziehungsenergie für das Wassermolekül haben. Generell sind streng genommen alle Stoffe mehr oder weniger hydrophil.

Amphiphilie

Aber ist es möglich, dass hydrophobe Stoffe gleichzeitig hydrophile Eigenschaften haben können? Es stellt sich heraus, ja! Diese Stoffgruppe wird diphil oder amphiphil genannt. Es stellt sich heraus, dass dasselbe Molekül in seiner Struktur sowohl lösliche - polare als auch wasserabweisende - unpolare Elemente enthalten kann. Solche Eigenschaften haben beispielsweise einige Proteine, Lipide, Tenside, Polymere und Peptide. Bei der Wechselwirkung mit Wasser bilden sie verschiedene supramolekulare Strukturen: Monoschichten, Liposomen, Micellen, Doppelschichtmembranen, Vesikel usw. In diesem Fall erweisen sich polare Gruppen als zur Flüssigkeit hin orientiert.

Sinn und Anwendung im Leben

Neben der Wechselwirkung von Wasser und Öl findet man viele Hinweise darauf, dass fast überall hydrophobe Substanzen zu finden sind. So haben saubere Oberflächen von Metallen, Halbleitern sowie Tierhaut, Pflanzenblättern, Chitinhüllen von Insekten ähnliche Eigenschaften.

In der Natur sind beide Arten von Stoffen wichtig. So werden Hydrophile beim Transport in tierischen und pflanzlichen Organismen eingesetzt, die Endprodukte des Stoffwechsels werden auch mit Lösungen biologischer Flüssigkeiten ausgeschieden. Unpolare Substanzen sind von großer Bedeutung bei der Bildung von Zellmembranen, weshalb solche Eigenschaften im Ablauf biologischer Prozesse eine wichtige Rolle spielen.

Wissenschaftler haben in den letzten Jahren immer neue hydrophobe Substanzen entwickelt, mit denen es möglich ist, verschiedene Materialien vor Benetzung und Verschmutzung zu schützen und so sogar selbstreinigende Oberflächen zu schaffen. Bekleidung, Metallprodukte, Baustoffe, Autoglas – die Anwendungsgebiete sind vielfältig. Die weitere Beschäftigung mit diesem Thema wird zur Entwicklung multiphober Substanzen führen, die die Basis für schmutzabweisende Oberflächen werden. Durch die Schaffung solcher Materialien können Menschen Zeit, Geld und Ressourcen sparen, und es wird auch möglich sein, den Grad der Reinigungsprodukte zu reduzieren. Weiterentwicklungen kommen also allen zugute.

HydrofAllgemeinheit (griechisch ὕδωρ - Hydro, Wasser und φόβος - Phobos, Angst) - die Fähigkeit der Oberfläche eines Stoffes, nicht mit Wasser benetzt zu werden. Wasser auf der Oberfläche einer hydrophoben Substanz sammelt sich in Tröpfchen, die nicht in das Innere eindringen.

Physik der Hydrophobie

Die physikalisch-chemische Natur der Hydrophobizität ist mit grundlegenden thermodynamischen Gesetzen verbunden, insbesondere dem Wunsch des Systems, ein Minimum an Energie durch Abgabe von Energie an die Umgebung zu erreichen. Die meisten Menschen interessieren sich nicht für solch komplexe Dinge, daher erschien zur Vereinfachung das Konzept der hydrophoben Kräfte (obwohl solche Kräfte physikalisch nicht existieren).

In der Praxis werden unpolare Moleküle verwendet, um hydrophobe Oberflächen zu erzeugen, die Wasser sozusagen „abstoßen“. Ein ähnlicher Vorgang lässt sich beobachten, wenn ein Tropfen flüssiges Öl in Wasser fällt.

Derzeit wird das Phänomen der Superhydrophobie in vielen nanotechnologischen Systemen genutzt.

Hydrophobie und Baustoffe

Hydrophobie ist eine nützliche Eigenschaft für einige Baumaterialien (Zement, Folien), die das Eindringen von Wasser verhindert. Häufig werden Wärmedämmstoffe wie Mineralwolle mit speziellen Substanzen imprägniert, die einen hydrophoben Mikrofilm erzeugen.

Zuverlässigkeit der hydrophoben Schicht

Der Kontakt mit den meisten Lösungsmitteln und Ölen kann zu einem Verlust der Hydrophobie führen. Es geht auch verloren, wenn das Material verunreinigt ist. Nach dem Verlust der Hydrophobie wird die Oberfläche durchlässig.

Verwechseln Sie Hydrophobie nicht mit Wasserbeständigkeit. Beispielsweise ist Polyethylen wasserdicht, sodass eine daraus hergestellte Folie, selbst mit Alkohol benetzt oder stark verschmutzt (aber ohne Löcher), kein Wasser durchlässt. Eine auf der Hydrophobierung der Deckschicht basierende und frei luftdurchlässige Imprägnierungsfolie wird nur so lange funktionieren, wie die Außenschicht ihre Hydrophobie, beispielsweise durch Mikrostaub, nicht verliert.

Der Begriff Hydrophilie (abgeleitet von den altgriechischen Wörtern „Wasser“ und „Liebe“) ist ein Merkmal für die Intensität der Wechselwirkung eines Stoffes mit Wasser auf molekularer Ebene, also die Fähigkeit des Materials, Feuchtigkeit intensiv aufzunehmen, sowie die hohe Benetzbarkeit von Wasser durch die Stoffoberfläche. Dieses Konzept lässt sich sowohl auf Festkörper als Eigenschaft der Oberfläche als auch auf einzelne Ionen, Atome, Moleküle und deren Gruppen zurückführen.

Die Hydrophilie charakterisiert den Wert der Bindung von Adsorptionswassermolekülen mit den Molekülen eines Stoffes; dabei entstehen Verbindungen, in denen sich die Wassermenge entsprechend den Werten der Bindungsenergie verteilt.

Hydrophilie ist Substanzen mit ionischen Kristallgittern (Hydroxiden, Oxiden, Sulfaten, Silikaten, Tonen, Phosphaten, Gläsern usw.) mit polaren Gruppen -OH, -NO 2, -COOH usw. inhärent. Hydrophilie und Hydrophobie- Sonderfälle der Wechselwirkung von Stoffen mit Lösungsmitteln (Lyophilie, Lyophobie).

Hydrophobizität kann als ein geringer Grad an Hydrophilie angesehen werden, da die Wirkung intermolekularer Anziehungskräfte zwischen den Molekülen eines beliebigen Körpers und Wasser immer mehr oder weniger vorhanden sein wird. Hydrophilie und Hydrophobie lassen sich daran unterscheiden, wie sich ein Wassertropfen auf einem Körper mit glatter Oberfläche ausbreitet. Der Tropfen breitet sich vollständig auf der hydrophilen Oberfläche und teilweise auf der hydrophoben aus, während der Wert des Winkels, der zwischen der Oberfläche des benetzten Materials und dem Tropfen gebildet wird, durch den Grad der Hydrophobizität des gegebenen Körpers beeinflusst wird. Hydrophile Substanzen sind Substanzen, bei denen die Stärke molekularer (ionischer, atomarer) Wechselwirkungen ziemlich groß ist. Hydrophob sind Metalle ohne Oxidfilme, organische Verbindungen mit Kohlenwasserstoffgruppen im Molekül (Wachse, Fette, Paraffine, einige Kunststoffe), Graphit, Schwefel und andere Substanzen, die auf intermolekularer Ebene schwache Wechselwirkungen aufweisen.

Die Begriffe Hydrophilie und Hydrophobie werden sowohl auf Körper und deren Oberflächen als auch auf einzelne Moleküle oder einzelne Molekülteile angewendet. Beispielsweise enthalten die Moleküle oberflächenaktiver Substanzen polare (hydrophile) und Kohlenwasserstoff- (hydrophobe) Verbindungen. Die Hydrophilie des Oberflächenteils des Körpers kann sich aufgrund der Adsorption solcher Substanzen dramatisch ändern.

Die Hydrophilierung ist der Prozess der Erhöhung der Hydrophilie, die Hydrophobierung der Prozess der Reduzierung. Diese Phänomene sind von großer Bedeutung in der Kosmetikindustrie, in der Textiltechnik zur Hydrophilierung von Geweben (Fasern) zur Verbesserung der Qualität beim Waschen, Bleichen, Färben etc.

Hydrophilie in der Kosmetik

Die Parfüm- und Kosmetikindustrie stellt hydrophile Cremes und Gele her, die die Haut vor wasserunlöslichen Verunreinigungen schützen. Diese Produkte enthalten hydrophile Komponenten, die einen Film bilden, der das Eindringen von wasserunlöslichen Schadstoffen in die Oberflächenschicht der Haut verhindert.

Hydrophile Cremes werden aus einer mit geeigneten Emulgatoren stabilisierten Emulsion oder auf Wasser-Öl-Wasser-, Öl-Wasser-Basis hergestellt. Außerdem umfassen sie dispergierte kolloidale Systeme, in denen hydrophile oberflächenaktive Komponenten stabilisiert sind und die aus in Wasser dispergierten oder Wasser-Glykol-Mischlösungsmitteln von höheren Fettsäuren oder Alkoholen bestehen.

Hydrogele (hydrophile Gele) werden aus Basen hergestellt, die aus Wasser, einem gemischten nichtwässrigen oder hydrophilen Lösungsmittel (Ethylalkohol, Propylenglycol, Glycerin) und einem hydrophilen Geliermittel (Cellulosederivate, Carbomere) bestehen.

Hydrophile Eigenschaften von Cremes und Gelen:

schnell und gut absorbiert;

nähren die Haut

hinterlässt nach dem Auftragen kein Fettgefühl;

· die Haut reinigen;

straffende Wirkung auf die Haut;

die Wirkung negativer Umweltfaktoren reduzieren;

helfen der Haut, ihre natürliche Regenerationsfähigkeit zu bewahren.

Hydrophile Cremes und Gele dienen dem Schutz der Haut beim Arbeiten mit nicht wassermischbaren Ölen, Heizöl, Petroleum, Lacken, Harzen, Graphit, Ruß, organischen Lösungsmitteln, Schneidflüssigkeiten, Bauschaum und zahlreichen anderen leicht aggressiven Stoffen. Sie sind auch unverzichtbar bei der Reparatur eines Autos, der Reparatur einer Wohnung, beim Bau, in einem Landhaus bei der Arbeit mit Düngemitteln und Erde.

Das Unternehmen KorolevPharm stellt verschiedene Arten von Parfümerie- und Kosmetikprodukten her, darunter hydrophile und hydrophobe Cremes. Das Unternehmen ist Lohnhersteller und führt alle Produktionsschritte durch: Rezepturentwicklung, Zertifizierung, Produktionsanlauf, Serienproduktion. Die Produktionsstätte ist mit modernen Anlagen ausgestattet.

Das Unternehmen wird für die Einhaltung der Anforderungen zertifiziert

Hydrophile und hydrophobe Substanzen ... und bekam die beste Antwort

Antwort von Michael[Guru]
In Bezug auf Wasser lassen sich praktisch alle Stoffe in zwei Gruppen einteilen:
1. Hydrophil (vom griechischen "phileo" - lieben, eine positive Affinität zu Wasser haben). Diese Substanzen haben ein polares Molekül, einschließlich elektronegativer Atome (Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor usw.). Dadurch erhalten auch einzelne Atome solcher Moleküle Partialladungen und bilden Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen. Beispiele: Zucker, Aminosäuren, organische Säuren.
2. Hydrophob (vom griechischen "phobos" - Angst, eine negative Affinität zu Wasser haben). Die Moleküle solcher Substanzen sind unpolar und mischen sich nicht mit einem polaren Lösungsmittel, das Wasser ist, sind aber gut löslich in organischen Lösungsmitteln, beispielsweise in Ether, und in Fetten. Beispiele sind lineare und zyklische Kohlenwasserstoffe. einschließlich Benzol sowie Oxide, Hydroxide, Silikate, Sulfate, Phosphate, Tone usw., Substanzen mit polaren Gruppen -OH, -COOH, -NO2 usw.
Organische hydrophile Substanzen:
Ethylquecksilberphosphat (C2H5Hg)3P04 ist ein weißer kristalliner Feststoff, F.p. 178 Grad. Es löst sich gut in Wasser und hydrophilen organischen Lösungsmitteln, schlechter - in Kohlenwasserstoffen und anderen hydrophoben Lösungsmitteln. Mit Wasser gibt es kristalline Hydrate, die beim Erhitzen leicht Wasser verlieren. Eine wasserfreie Zubereitung bildet bei Lagerung in feuchter Atmosphäre ein kristallines Hydrat mit einem Wassermolekül (Fp. 110 °C).
Fei(8) ist eine weiße kristalline Substanz, F.p. 126 Grad. Lassen Sie uns gut in Wasser und hydrophilen organischen Lösungsmitteln auflösen. LD50 30 mg/kg.
Die meisten organischen Substanzen mit Kohlenwasserstoffresten, Metallen, Halbleitern etc. besitzen eine Hydrophobie (schlechte Benetzbarkeit) Hydrophobe Substanzen dienen dem Schutz von Produkten vor schädigender Einwirkung von Wasser.

Antwort von 2 Antworten[Guru]

Hallo! Hier eine Themenauswahl mit Antworten auf Ihre Frage: Hydrophile und hydrophobe Stoffe...

Helfen Sie mit Biologie! Welche Substanzen werden als hydrophil, hydrophob bezeichnet? Nenne Beispiele. (3-4 Sätze.)
Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel für polare Substanzen wie Salze, Zucker, Alkohole,

hydrophile Substanzen

Hydrophile Stoffe (Stoffe)

Feststoffe, die die Eigenschaft haben, von Wasser benetzt zu werden. Nicht von öligen Flüssigkeiten benetzt.

Kurzes elektronisches Nachschlagewerk zu den wichtigsten Öl- und Gasbegriffen mit Querverweissystem. - M.: Russische Staatliche Universität für Öl und Gas. I. M. Gubkina. MA Mokhov, L.V. Igrevsky, E.S. Novik. 2004 .

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