Мектептегі біреудің химия сабағында қызықсыз тесттер жазу және молярлық массаны есептеу немесе валенттілікті көрсету ғана емес, сонымен қатар мұғалімнің эксперименттерді қалай жүргізетінін бақылау жолы болды. Әрдайым эксперименттің бір бөлігі ретінде, сиқырлы сияқты, пробиркалардағы сұйықтықтардың түсі күтпеген жерден өзгерді, ал басқа нәрсе жарылып немесе әдемі күйіп кетуі мүмкін. Мүмкін соншалықты керемет емес, бірақ гидрофильді және гидрофобты заттар қолданылатын қызықты эксперименттер. Айтпақшы, олар не және олар неге қызық?
Физикалық қасиеттері
Химия сабақтарында периодтық жүйенің келесі элементін, сондай-ақ барлық негізгі заттарды қарастыра отырып, біз міндетті түрде олардың әртүрлі сипаттамалары туралы айттық. Атап айтқанда, олардың физикалық қасиеттері: тығыздығы, қалыпты жағдайда агрегаттық күйі, балқу және қайнау температурасы, қаттылығы, түсі, электр өткізгіштігі, жылу өткізгіштігі және т.б. Кейде гидрофобтылық немесе гидрофильділік сияқты сипаттамалар туралы әңгіме болды, бірақ, әдетте, олар бұл туралы бөлек айтпайды. Сонымен қатар, бұл күнделікті өмірде оңай кездесетін өте қызықты заттар тобы. Сондықтан бұл орынсыз емесолар туралы көбірек білетін болады.
Гидрофобты заттар
Мысалдар өмірден оңай алуға болады. Сонымен, сіз суды маймен араластыра алмайсыз - мұны бәрі біледі. Ол жай ғана ерімейді, бірақ оның тығыздығы аз болғандықтан, бетінде көпіршіктер немесе пленка ретінде қалқып қалады. Бірақ бұл неліктен және басқа қандай гидрофобты заттар бар?
Әдетте бұл топқа майлар, кейбір белоктар мен нуклеин қышқылдары, сондай-ақ силикондар кіреді. Заттардың атауы гректің hydor – су және phobos – қорқыныш сөздерінен шыққан, бірақ бұл молекулалар қорқады дегенді білдірмейді. Бұл жай ғана олар аз немесе толығымен ерімейді, оларды полярлы емес деп те атайды. Абсолютті гидрофобтылық жоқ, тіпті сумен мүлдем әрекеттеспейтін сияқты, шамалы мөлшерде болса да, оны әлі де сіңіретін заттар. Тәжірибеде мұндай материалдың H2O-мен жанасуы пленкаға немесе тамшыларға ұқсайды немесе сұйықтық бетінде қалады және доп пішінін алады, өйткені оның ең кішкентай мөлшері бар. бетінің ауданы және минималды жанасуды қамтамасыз етеді.
Гидрофобты қасиеттер кейбір заттардың химиялық құрылымымен түсіндіріледі. Бұл, мысалы, көмірсутектердегідей, су молекуласының төмен тартылуымен байланысты.
Гидрофильді заттар
Бұл топтың атауы да грек сөздерінен шыққан. Бірақ бұл жағдайда филияның екінші бөлігі махаббат болып табылады және бұл мұндай заттардың сумен қарым-қатынасын тамаша сипаттайды -толық «өзара түсіністік» және тамаша ерігіштік. Кейде «полярлық» деп аталатын бұл топқа қарапайым спирттер, қанттар, амин қышқылдары және т.б. кіреді. Тиісінше, олардың осындай сипаттамалары бар, өйткені олардың су молекуласына тартылу энергиясы жоғары. Қатаң айтқанда, барлық заттар азды-көпті дәрежеде гидрофильді.
Амфифилділік
Гидрофобты заттардың бір уақытта гидрофильдік қасиетке ие болуы мүмкін бе? Иә болып шығады! Бұл заттар тобы дифильді немесе амфифилді деп аталады. Бір молекуланың құрылымында еритін – полярлы да, суды репеллент – полярсыз элементтер де болуы мүмкін екен. Мұндай қасиеттерде, мысалы, кейбір белоктар, липидтер, беттік белсенді заттар, полимерлер және пептидтер болады. Сумен әрекеттескенде олар әр түрлі супрамолекулалық құрылымдар түзеді: моноқабаттар, липосомалар, мицеллалар, екі қабатты мембраналар, везикулалар және т.б. Бұл жағдайда полярлық топтар сұйықтыққа бағытталған болып шығады.
Өмірдегі мәні мен қолданылуы
Су мен мұнайдың өзара әрекеттесуінен басқа, гидрофобты заттардың барлық жерде дерлік кездесетіні туралы көптеген дәлелдер бар. Сонымен, металдардың, жартылай өткізгіштердің, сондай-ақ жануарлар терісінің, өсімдік жапырақтарының, жәндіктердің хитин жамылғысының таза беттері ұқсас қасиеттерге ие.
Табиғатта заттардың екі түрі де маңызды. Сонымен, гидрофилдер жануарлар мен өсімдік организмдеріндегі қоректік заттарды, соңғы өнімдерді тасымалдауда қолданыладыалмасу биологиялық сұйықтықтардың ерітінділері арқылы да шығарылады. Селективті өткізгіштігі бар жасуша мембраналарының түзілуінде полярлы емес заттардың маңызы зор. Сондықтан мұндай қасиеттер биологиялық процестердің жүруінде маңызды рөл атқарады.
Соңғы жылдары ғалымдар әртүрлі материалдарды суланудан және ластанудан қорғауға, осылайша өзін-өзі тазартатын беттерді жасауға болатын жаңа гидрофобты заттарды көбірек жасауда. Киім, металл бұйымдары, құрылыс материалдары, автомобиль шынылары – қолдану саласы өте көп. Бұл тақырыпты одан әрі зерттеу кірден қорғайтын беттерге негіз болатын мультифобты заттардың дамуына әкеледі. Мұндай материалдарды жасау арқылы адамдар уақытты, ақшаны және ресурстарды үнемдей алады, сонымен қатар тазалық өнімдерімен табиғаттың ластану дәрежесін төмендетуге болады. Сондықтан одан әрі әзірлемелер барлығына пайдалы болады.
