Mtu fulani shuleni alipata bahati katika darasa la kemia sio tu kuandika majaribio ya kuchosha na kukokotoa molekuli ya molar au kuonyesha valence, lakini pia kutazama jinsi mwalimu anavyofanya majaribio. Siku zote, kama sehemu ya jaribio, kana kwamba kwa uchawi, vimiminika kwenye mirija ya majaribio vilibadilika rangi bila kutabirika, na kitu kingine kinaweza kulipuka au kuungua kwa uzuri. Labda sio ya kuvutia sana, lakini bado majaribio ya kuvutia ambayo vitu vya hydrophilic na hydrophobic hutumiwa. Kwa njia, wao ni nini na kwa nini wana hamu ya kujua?
Tabia za kimwili
Katika masomo ya kemia, tukipitia kipengele kinachofuata kutoka kwa jedwali la mara kwa mara, pamoja na dutu zote za kimsingi, lazima tulizungumza kuhusu sifa zao mbalimbali. Hasa, mali zao za kimwili ziliguswa: wiani, hali ya mkusanyiko chini ya hali ya kawaida, pointi za kiwango na kuchemsha, ugumu, rangi, conductivity ya umeme, conductivity ya mafuta, na wengine wengi. Wakati mwingine kulikuwa na mazungumzo juu ya sifa kama vile hydrophobicity au hydrophilicity, hata hivyo, kama sheria, hawazungumzi juu ya hili tofauti. Wakati huo huo, hii ni kikundi cha kuvutia cha vitu ambacho kinaweza kukutana kwa urahisi katika maisha ya kila siku. Hivyo si nje ya mahaliatajifunza zaidi kuwahusu.
Vitu vya Hydrophobic
Mifano inaweza kuchukuliwa kutoka kwa maisha kwa urahisi. Kwa hiyo, huwezi kuchanganya maji na mafuta - kila mtu anajua hili. Haiyeyuki, lakini inabaki kuelea kama Bubbles au filamu juu ya uso, kwani msongamano wake ni mdogo. Lakini kwa nini hii na ni vitu gani vingine vya haidrofobu vipo?
Kwa kawaida kundi hili hujumuisha mafuta, baadhi ya protini na asidi nucleic, pamoja na silikoni. Jina la vitu linatokana na maneno ya Kigiriki hydor - maji na phobos - hofu, lakini hii haina maana kwamba molekuli zinaogopa. Ni kwamba wao ni kidogo au hawana kabisa, pia huitwa zisizo za polar. Hydrophobicity kabisa haipo, hata vitu hivyo ambavyo, vinaweza kuonekana, haviingiliani na maji kabisa, bado vinaitangaza, ingawa kwa kiasi kidogo. Kwa mazoezi, mgusano wa nyenzo kama hii na H2O inaonekana kama filamu au matone, au kioevu kinabaki juu ya uso na huchukua fomu ya mpira, kwani ina ndogo zaidi. eneo la uso na hutoa mguso mdogo.
Sifa za Hydrophobic hufafanuliwa na muundo wa kemikali wa dutu fulani. Hii ni kutokana na mvuto mdogo wa molekuli ya maji, kama inavyotokea, kwa mfano, na hidrokaboni.
Vitu haidrofili
Jina la kikundi hiki, kama unavyoweza kukisia, pia linatokana na maneno ya Kigiriki. Lakini katika kesi hii, sehemu ya pili ya philia ni upendo, na hii inaonyesha kikamilifu uhusiano wa vitu kama hivyo na maji -"kuelewana" kamili na umumunyifu bora. Kundi hili, wakati mwingine huitwa "polar", linajumuisha alkoholi rahisi, sukari, amino asidi, nk Kwa hiyo, wana sifa hizo, kwa kuwa wana nishati ya juu ya kuvutia kwa molekuli ya maji. Kusema kweli, dutu zote ni haidrofili kwa kiwango kikubwa au kidogo.
Amphiphilicity
Je, hutokea kwamba dutu haidrofobu inaweza kuwa na sifa za haidrofili kwa wakati mmoja? Inageuka ndiyo! Kundi hili la dutu linaitwa diphilic, au amphiphilic. Inatokea kwamba molekuli sawa inaweza kuwa na muundo wake wote mumunyifu - polar, na maji ya kuzuia maji - mambo yasiyo ya polar. Sifa kama hizo, kwa mfano, zina protini, lipids, ytaktiva, polima na peptidi. Wakati wa kuingiliana na maji, huunda miundo mbalimbali ya supramolecular: monolayers, liposomes, micelles, bilayer membranes, vesicles, nk. Katika kesi hii, vikundi vya polar vinageuka kuelekezwa kuelekea kioevu.
Maana na matumizi katika maisha
Mbali na mwingiliano wa maji na mafuta, kuna ushahidi mwingi kwamba dutu haidrofobu hupatikana karibu kila mahali. Kwa hivyo, nyuso safi za metali, semiconductors, pamoja na ngozi ya wanyama, majani ya mimea, kifuniko cha chitin cha wadudu zina sifa zinazofanana.
Katika asili, aina zote mbili za dutu ni muhimu. Hivyo, hydrophiles hutumiwa katika usafiri wa virutubisho katika viumbe vya wanyama na mimea, bidhaa za mwishokubadilishana pia hutolewa kwa kutumia ufumbuzi wa maji ya kibaiolojia. Dutu zisizo za polar zina umuhimu mkubwa katika uundaji wa membrane za seli na upenyezaji wa kuchagua. Ndiyo maana sifa kama hizo huchukua jukumu muhimu katika mchakato wa kibaolojia.
Katika miaka ya hivi karibuni, wanasayansi wamekuwa wakitengeneza vitu vipya zaidi na zaidi vya haidrofobu, ambavyo kwa hizo inawezekana kulinda nyenzo mbalimbali zisilowe na kuchafuliwa, hivyo basi kuunda hata nyuso za kujisafisha. Nguo, bidhaa za chuma, vifaa vya ujenzi, kioo cha magari - kuna maeneo mengi ya maombi. Utafiti zaidi wa mada hii utasababisha maendeleo ya vitu vingi ambavyo vitakuwa msingi wa nyuso za kuzuia uchafu. Kwa kuunda nyenzo hizo, watu wanaweza kuokoa muda, fedha na rasilimali, na pia itawezekana kupunguza kiwango cha uchafuzi wa asili na bidhaa za kusafisha. Kwa hivyo maendeleo zaidi yatafaidi kila mtu.
