Гидрофильность и гидрофобность

Гидроф и льность и гидроф о бность, понятия, характеризующие сродство веществ или образованных ими тел к воде: это сродство обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия. Слова «гидрофильный» и «гидрофобный» могут относиться в равной степени к веществу, к поверхности тела и к тонкому (в пределе — толщиной в одну молекулу) слою на границе раздела фаз (тел). Гидрофильность и гидрофобность — частный случай лиофильности и лиофобности — характеристик молекулярного взаимодействия веществ с различными жидкостями.

Общей мерой гидрофильности служит энергия связи молекул воды с поверхностью тела; её можно определить по теплоте смачивания, если вещество данного тела нерастворимо. Гидрофобность следует рассматривать как малую степень гидрофильности, т.к. между молекулами воды и любого тела всегда будут действовать в большей или меньшей степени межмолекулярные силы притяжения. Гидрофильность и гидрофобность можно оценить по растеканию капли воды на гладкой поверхности тела. На гидрофильной поверхности капля растекается полностью, а на гидрофобной — частично, причём величина угла между поверхностями капли и смачиваемого тела зависит от того, насколько данное тело гидрофобно. Гидрофильны все тела, в которых интенсивность молекулярных (атомных, ионных) взаимодействий достаточно велика. Особенно резко выражена гидрофильность минералов с ионными кристаллическими решётками (например, карбонатов, силикатов, сульфатов, глин и др.), а также силикатных стекол. Гидрофобны металлы, лишённые окисных плёнок, органические соединения с преобладанием углеводородных групп в молекуле (например, парафины, жиры, воски, некоторые пластмассы), графит, сера и др. вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием.

Понятия гидрофильности и гидрофобности применимы не только к телам или их поверхностям, но и к единичным молекулам или отдельным частям молекул. Так, в молекулах поверхностно-активных веществ различают гидрофильные (полярные) и гидрофобные (углеводородные) группы. Гидрофильность поверхности тела может резко измениться в результате адсорбции таких веществ.

Повышение гидрофильности называют гидрофилизацией, а понижение — гидрофобизацией. Оба эти явления играют важную роль при обогащении руд методом флотации. В текстильной технологии гидрофилизация тканей (волокон) необходима для успешного крашения, беления, стирки и т.д., а гидрофобизация — для придания тканям водостойкости и непромокаемости (см. Гидрофобные покрытия).

Источник

Гидрофильный – определение и примеры

Гидрофильное определение

Гидрофильный молекула или вещество притягивается к воде. Вода это полярная молекула который действует как растворитель растворяя другие полярные и гидрофильные вещества. В биологии многие вещества являются гидрофильными, что позволяет им распределяться по всему клетка или организм, Все клетки используют воду в качестве растворителя, который создает решение известный как цитозоль, Цитозол содержит много веществ, большинство из которых являются гидрофильными по меньшей мере на части молекулы. Это гарантирует, что это можно легко транспортировать по клетке. Вещества, которые гидрофобный или отталкивают воду, часто транспортируются через и между клетками с гидрофильными белками или структурами, прикрепленными для помощи в их рассеивании.

Гидрофильные вещества диффундируют в воде, то есть они перемещаются из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией. Это вызвано притяжением молекул воды к гидрофильным молекулам. В областях с высокой концентрацией молекул вода движется внутрь и разделяет молекулы. Затем молекулы распределяются в области с низкой концентрацией, где может взаимодействовать больше молекул воды. диффузия является очень важным свойством большинства гидрофильных веществ для живых организмов. Диффузия позволяет им распределять вещества практически без энергии с их стороны.

Примеры гидрофильных

сахар

Сахар, а точнее глюкоза, – это молекула, которую многие типы клеток используют в качестве источника энергии. Молекула глюкозы имеет как гидрофобные, так и гидрофильные участки. На рисунке ниже показана молекула глюкозы. Черные шары – это атомы углерода, красные шары – это атомы кислорода, а белые шары – это атомы водорода. Связи между атомами углерода имеют одинаковую долю электронов, и статический электрический заряд не создается. Атомы кислорода, однако, вытягивают неравную долю электронов из атомов углерода и водорода, к которым они присоединены. Это свойство, известное как электроотрицательность, приводит к неравномерному распределению электронов в большинстве случаев. Это заставляет электрический диполь формироваться через связь, создавая области положительной и отрицательной энергии. Вода может взаимодействовать с этими диполями и растворять глюкозу.

В организме человека, как и у многих животных, энергия, хранящаяся в связях глюкозы, используется в каждой клетке для управления клеточными функциями. Чтобы транспортировать глюкозу ко многим клеткам, глюкоза растворяется в кишечнике и сохраняется в печень выпущен в кровоток. Поскольку глюкоза является частично гидрофильной молекулой, она в равной степени растворяется в кровотоке и обеспечивает глюкозу всеми частями тела. Чтобы проникнуть через гидрофобные центры плазматических мембран, глюкоза транспортируется специальными белками. Попав в каждую клетку, глюкоза может расщепляться посредством гликолиза и дыхания, чтобы обеспечить коэнзим СПС. АТФ может обеспечивать энергией другие ферменты, чтобы помочь им выполнять свои различные функции.

Ферменты

ДНК, информационная молекула, которая ведет жизнь на Земле, кодирует последовательность аминокислоты, Эти аминокислоты могут быть гидрофильными или гидрофобными. Белки создаются последовательностями аминокислот, но не становятся функциональными, пока они не сложены должным образом. Длинная цепочка аминокислот становится свернутой из-за различных взаимодействий, которые она имеет с другими аминокислотами в цепи, а также взаимодействий с окружающей средой. В конце концов, гидрофобные и неполярные области белка будут сгруппированы вместе, а гидрофильные полярные области будут подвергаться воздействию окружающей среды.

Белки становятся функциональными ферментами, когда они имеют правильную форму, чтобы принять подложка и снизить энергию активации химической реакции. Если мутация в ДНК находится гидрофобная аминокислота, куда должна была пойти гидрофильная аминокислота, вся структура может пострадать и фермент может перестать функционировать. Поскольку вода является растворителем во всех клеточных цитозолях, важно, чтобы внешние белки были гидрофильными, чтобы они могли диспергироваться и перемещаться вокруг клетки. Таким образом, клетка может создавать белки в одном месте (обычно это рибосомы) и распространять их через клетку путем диффузии. Это гидрофильное свойство большинства белков позволяет им заполнять определенные клетки и производить огромное количество определенных продуктов, необходимых для организма.

Клеточные мембраны

Клеточные мембраны созданы из двух слоев молекул, известных как фосфолипиды. Фосфолипиды являются амфифильными, то есть они оба притягиваются к воде в одной области молекулы и отталкивают воду в других областях. глава из фосфолипид молекула является гидрофильной областью. Хвосты являются гидрофобной областью и направлены внутрь друг к другу. Это исключает воду из середины двух листов, создавая тем самым разделитель между двумя резервуарами раствора. Если мембрана закрыта, в сфере создается клетка. Бактериальные клетки не имеют дальнейшего деления, но эукариоты далее делят свои клетки на органеллы. Эти органеллы также окружены фосфолипидами.

Хотя вода не может легко пройти через клеточная мембрана Есть много встроенных белков, которые пропускают воду в клетку. Есть также белки, которые транспортируют другие гидрофильные вещества через мембрану. Эти белки, хотя и не ферменты, также образованы аминокислотными цепями. Как видно из рисунка ниже, эти белки часто функционируют, используя энергию АТФ для перемещения различных веществ через мембрану. Без канала через гидрофобную мембрану гидрофильные вещества не могли бы пройти.

Белок на графике выше имеет как гидрофобные, так и гидрофильные участки. Внешний вид белка, части, подверженные воздействию окружающей среды и цитоплазма будет гидрофильным. Внутренние части белка, которые взаимодействуют с липидами в середине мембраны, будут гидрофильными. Таким образом, белок может оставаться встроенным в мембрану просто благодаря склонности гидрофобных веществ к кластерным и гидрофильным веществам притягиваться к воде. Концы тянутся к воде, а середина взаимодействует с гидрофобными липидами. Таким образом, многие макромолекулы амфифильны, взаимодействуя с различными веществами.

викторина

1. Исследователи часто разрабатывают лекарства, которые можно проглатывать, переваривать и распространять в кровоток. Какое свойство имеют эти лекарства?A. гидрофильныйB. гидрофобныйC. Неполярные

Ответ на вопрос № 1

верно. Это было бы примером гидрофильного лекарства. Поскольку это может быть растворено в кровоток, это гидрофильно. Молекулы, которые нуждаются в специальных белках или транспортных пузырьках для переноса в кровь обычно гидрофобны. Лекарство, скорее всего, является полярной молекулой, потому что она легко растворяется водой.

2. При приготовлении еды повар кладет много соли на свежесрезанный картофель. Соль вытягивает воду из картофеля из-за сильного притяжения между ионными молекулами соли и полярными областями молекул воды. Что такое соль?A. гидрофобныйB. амфифильныеC. гидрофильный

Ответ на вопрос № 2

верно. Соль – это матрица из положительно и отрицательно заряженных атомов. Эти ионы притягиваются к полярным областям H2O и растягиваются им на части. Когда вода начинает вытягиваться из картофеля, соль начинает растворяться, и увеличивается площадь поверхности. Как только вода будет извлечена из всех поверхностных клеток, она начнет двигаться наружу от центра картофеля. Если бы соль была гидрофобной, она бы не притягивала воду из клеток.

3. Делается белок, который будет встроен в клеточную мембрану. Белок функционирует в распознавании других клеток. Как таковой, торчит из клеточной мембраны в окружающую среду. Тем не менее, белок не передает ничего внутрь клетки. Следовательно, он не распространяется за середину клеточной мембраны. Часть белка в окружающей среде – это часть A, часть белка, встроенная в мембрану, – это часть B. Какое свойство проявляет каждая часть?A. А – гидрофобный; Б – гидрофобныйB. А – гидрофильный; Б – гидрофильныйC. А – гидрофильный; Б – гидрофобный

Ответ на вопрос № 3

С верно. Этот белок является амфифильным, так как он имеет как гидрофильные, так и гидрофобные части. Гидрофильные участки могут взаимодействовать с окружающей средой, в то время как гидрофобные участки надежно удерживают белок в липидном слое клеточной мембраны. Часто такие белки будут взаимодействовать с другими белками в мембране для передачи клеточных сигналов во внутреннюю часть клетки и передачи сообщений обратно.

Источник

Гидрофильность и гидрофобность

Полезное

Смотреть что такое «Гидрофильность и гидрофобность» в других словарях:

Гидрофильность и гидрофобность — (от греч. hydor вода и philia любовь или phуbos боязнь, страх * a. wetting ability hydrophoby; н. Hydrophilie und Hydrophobie; ф. hydrophilite et hydrophobie; и. hidrofilia e hidrofobia) понятия, характеризующие сродство веществ или… … Геологическая энциклопедия

ГИДРОФИЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ — (от греч. hydor вода, phileo люблю, phobos боязнь, страх), понятия, характеризующие сродство тв. тела к воде, обусловленное силами межмолекулярного взаимодействия и обнаруживающееся в явлениях смачивания. Г. и г. частный случай лиофильности и… … Физическая энциклопедия

Гидрофильность — (от др. греч. ὕδωρ вода и φιλία любовь) характеристика интенсивности молекулярного взаимодействия вещества с водой, способность хорошо впитывать воду, а также высокая смачиваемость поверхностей водой. Наряду с гидрофобностью… … Википедия

Гидрофобность — Капелька росы на гидрофобной поверхности листа … Википедия

Лиофильность и лиофобность — (от греч. lýo растворяю, philéo люблю и phóbos страх) характеристики способности веществ или образуемых ими тел к межмолекулярному взаимодействию с жидкостями. Интенсивное взаимодействие, т. е. достаточно сильное взаимное притяжение… … Большая советская энциклопедия

ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ — (от греч. lyo растворяю, philed люблю и phobos страх), характеристики межмолекулярного взаимодействия в ва и среды (напр., воды, углеводорода), в к рой оно находится. В случаях, когда средой служит вода, используют обычно термины гидрофильность и … Химическая энциклопедия

Амфифильность — (иначе дифильность) свойство молекул веществ (как правило, органических), обладающих одновременно лиофильными (в частности, гидрофильными) и лиофобными (гидрофобными) свойствами[1]. Содержание 1 Описание 2 Иллюстрация … Википедия

Гидрофильные коллоиды — дисперсные системы, в которых диспергированное вещество взаимодействует с дисперсной средой (водой). См. Гидрофильность и гидрофобность … Большая советская энциклопедия

Гидрофобные коллоиды — дисперсные системы, в которых диспергированное вещество не взаимодействует с дисперсной средой (водой). См. Гидрофильность и гидрофобность … Большая советская энциклопедия

Гидрофобные покрытия — тонкие слои несмачивающихся водой веществ на поверхности гидрофильных материалов. Г. п. часто называют водоотталкивающими, что неправильно, т.к. молекулы воды не отталкиваются от них, а притягиваются, но крайне слабо (см. Гидрофильность и … Большая советская энциклопедия

Источник

Гидрофильные соединения: краткое определение и примеры веществ

Содержание:

Гидрофильными соединениями являются многие необходимые человеку вещества. Одни растворяются в воде, другие нерастворимые. Выясним, как выполнить задание: «Какие вещества называют гидрофильными? Гидрофобными? Приведите примеры».

Деление веществ на группы по отношению к воде

Гидрофильность, наряду с гидрофобностью, относится к отдельным молекулам, их группам, атомам, ионам. Также этими свойствами характеризуют твердые тела. Обе группы веществ имеют важное значение в природе и хозяйственной деятельности. Изучение гидрофильности и гидрофобности веществ в составе клетки — предмет изучения биохимии.

Группы соединений по отношению к воде:

Клетки содержат несколько тысяч веществ, участвующих в биохимических реакциях. Многие из них могут протекать только в водных растворах. Поэтому растворимость играет важную роль в осуществлении всех биохимических процессов.

Гидрофильные соединения

Вода — универсальный растворитель, участник и среда для протекания химических реакций в клетках. Легко взаимодействуют с молекулами воды полярные атомы, молекулы, ионы. Поэтому они получили название «гидрофильные». К ним относятся многие минеральные и органические соединения.

Гидрофильными веществами являются:

Молекула воды является диполем: на атоме кислорода сосредоточен отрицательный, на атомах водорода — положительный заряд. В гидрофильных частицах тоже есть противоположно заряженные участки. Частицы таких соединений обладают высокой энергией притяжения к молекулам Н₂О. Вода создает гидратную оболочку, окружающую высокомолекулярные соединения (белки, полисахариды). Гидрофильность веществ проявляется в интенсивном взаимодействии, высокой смачиваемости и способности хорошо впитывать воду.

Гидрофобные соединения

Углеводороды, нуклеиновые кислоты, некоторые белки, уголь, сажа, сера хорошо растворимы в органических растворителях, например, в эфире. Легко определить, какие из перечисленных веществ являются гидрофобными. Это соединения, которые не растворяются в воде (полярном растворителе).

Примеры гидрофобных веществ:

Энергия притяжения многих белков, липидов, полисахаридов, нуклеиновых кислот к молекулам воды меньше энергии водородных связей Н2О. Из представленных соединений гидрофобными являются преимущественно высокомолекулярные вещества. Они не взаимодействуют с водой, но в небольших количествах адсорбируют ее. Поэтому абсолютно гидрофобных веществ не бывает.

Источник

Гидрофильность

Гидрофильность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φιλία — любовь) — характеристика интенсивности молекулярного взаимодействия вещества с водой, способность хорошо впитывать воду, а также высокая смачиваемость поверхностей водой. Наряду с гидрофобностью относится как к твёрдым телам, у которых оно является свойством поверхности, так и к отдельным молекулам, их группам, атомам, ионам.

Гидрофильность характеризуется величиной адсорбционной связи молекул вещества с молекулами воды, образованием с ними неопределённых соединений и распределением количества воды по величинам энергии связи.

Гидрофильностью обладают вещества с ионными кристаллическими решётками (оксиды, гидроксиды, силикаты, сульфаты, фосфаты, глины, стёкла и др.), вещества с полярными группами —ОН, —СООН, —NO₂ и др. Гидрофильность и гидрофобность являются частным случаем отношения веществ к растворителю — лиофильности, лиофобности.

Гидрофильность твёрдых тел может резко понижаться при адсорбции на их поверхности молекул ПАВ.

Гидрофильность и гидрофобность являются проявлением сил Ван-дер-Ваальса

См. также

Литература

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Гидрофильность» в других словарях:

гидрофильность — гидрофильность … Орфографический словарь-справочник

Гидрофильность — [гр. hydro вода + phileo люблю] – интенсивное взаимодействие веществ с водой на поверхности раздела, обусловленное способностью к смачиванию и/или растворению. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ГИДРОФИЛЬНОСТЬ — способность вещества (материала) смачиваться водой. К гидрофильным веществам относятся, напр., глины, силикаты. Гидрофильность частный случай лиофильности … Большой Энциклопедический словарь

гидрофильность — сущ., кол во синонимов: 1 • лиофильность (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Гидрофильность — отношение организмов к воде. Различаются пойкилогидридные организмы с непостоянной влагона сыщенностью клеток, которая находится в относительном равновесии с водной средой (бактерии, водоросли, некоторые мхи, протозоа) и гомогидридные с… … Экологический словарь

гидрофильность — олеофобность Способность поверхности материала воспринимать воду или увлажняющий раствор и отталкивать жирную печатную краску. Гидрофильностью обладают пробельные участки печатной формы способа плоской печати. [http://ofyug.ru/useful/abc/304]… … Справочник технического переводчика

гидрофильность — способность вещества (материала) смачиваться водой. К гидрофильным веществам относятся, например, глины, силикаты. Гидрофильность частный случай лиофильности. * * * ГИДРОФИЛЬНОСТЬ ГИДРОФИЛЬНОСТЬ, способность вещества (материала) смачиваться… … Энциклопедический словарь

гидрофильность — hidrofiliškumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos savybė sudaryti molekulinius ryšius su vandens molekulėmis. atitikmenys: angl. hydrophilicity; hydrophility vok. Hydrophilie, f; Wasseraufnahmefähigkeit, f rus … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

гидрофильность — hidrofiliškumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos savybė sudaryti molekulinius ryšius su vandens molekulėmis. atitikmenys: angl. hydrophilicity; hydrophility rus. гидрофильность … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

гидрофильность — hidrofiliškumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. hydrophilicity; hydrophility vok. Hydrophilie, f; Wasseraufnahmefähigkeit, f rus. гидрофильность, f pranc. hydrophilie, f … Fizikos terminų žodynas

Источник