har du nogensinde lugtet noget så modstridende, at du måtte forlade rummet? Har du nogensinde ikke lide en kollega så meget, at du ikke længere kunne stå for at være i samme rum som dem? Hvis du svarede ja til nogen eller alle disse spørgsmål, så forstår du, hvordan et hydrofobt molekyle føles, når det er i vand.,
den energi, der kræves for at gå ud af det stinkende område, er forståelig, endog håndgribelig, men energien forbundet med et hydrofobt molekyls afsmag for vand er faktisk kvantificerbar!
for at forstå, hvordan hydrofobe molekyler kan sammenlignes med hinanden, er vi nødt til at spørge (og i sidste ende svare) spørgsmålet, Hvad er et hydrofobt molekyle?
Hvad er et hydrofobt molekyle?,
behovet for den hydrofobe forbindelse (ofte omtalt som en hydrofob) til at adskille sig fra vand er iboende for selve molekylets struktur, hvorfor disse typer molekyler betegnes som hydrofobiske (vandhatende). Opløseligheden af en hydrofobe og endda en hydrofil forbindelse er et komplekst fænomen med både termodynamiske og kinetiske komponenter.,
En hydrophobe ‘ s manglende evne til at blandes med vand er faktisk en kvantificerbar energi (den Gibbs Fri Energi af løsningen), der er forbundet med mange faktorer, herunder, men ikke begrænset til: at jeg-den dielektriske konstant (ε) af opløsningsmidlet, ii-overfladespænding (γ) af systemet, iii-fordelingskoefficient (eller konstant), iv-opløst stof mobilitet som en funktion af Fick ‘ s lov for diffusion og v-kemiske potentiale (μ) af opløst stof.,
Hydrofobe Egenskaber
Mens der er mange andre faktorer på spil for at bestemme en sammensat ‘s opløselighed i vand, en forenklet fremgangsmåde, der generaliserer alle disse kvantificerbare målinger, der er til ydmygt at sige “like-opløser-lignende’. Denne sætning betyder, at når et opløsningsmiddel (for eksempel vand) har en lignende struktur som et opløst stof, blandes de to (dvs.det opløste stof opløses i opløsningsmidlet).
Hvordan reagerer hydrofobe molekyler med vand?
Dette er den forenklede årsag til, at hydrofile molekyler opløses i vand, og hydrofobe molekyler gør det ikke., Hydrofobe stoffer er til stede i hele naturen og i det kemiske laboratorium. De kan ekstraheres fra planter, fremstillet af fedt eller syntetiseret fra andre kilder. Nogle bemærkelsesværdige hydrofobe eksempler er kulbrinter (dvs. ben !in), vegetabilsk olie, fedtalkoholer/syrer og endda kolesterolet i dit blod!, Oxiteno bruger mange af disse hydrophobes i syntesen af sin overfladeaktive stoffer, herunder (a) fedtalkoholer (såsom lauryl og stearyl alkohol), (b) fedtsyrer (som oliesyre fedtsyrer og stearinsyre), (c) talg aminer, (d) forgrenet alkoholer, (e) kort lænket-syntetisk fremstillet alkohol og mange flere. For en komplet liste over hydrofobe molekyler, som O .iteno bruger til at producere overfladeaktive stoffer, besøg her, men lad os nu bedre definere forskellene mellem hydrofile og hydrofobe molekyler.
Hvad er forskellen mellem hydrofil og hydrofob?,
når de er i vand, opfører disse hydrofobe stoffer sig anderledes end deres hydrofile modstykker, men hvad er forskellen mellem en hydrofil og hydrofob forbindelse? Hydrofobe molekyler findes i en lang række strukturer, men et relativt almindeligt tema blandt derefter er et fravær af polaritet i selve strukturen.
de fleste, men ikke alle, hydrofober indeholder store dele af carbonatomer og hydrogener, to atomer, der giver lidt til ingen polaritet inden for forbindelsens struktur., Manglen på en hydrophobe er polaritet kombineret med den relativt høje dielektriske konstant vand (ε =78)en, gør det til en meget uholdbar situation mellem de to komponenter, der i sidste ende resulterede i en fase-adskilt løsning, ligesom du ville finde med en blanding af olie og vand.
dette polaritetsbegreb kan estimeres af typerne af atomer i In-forbindelsen, deres arkitektoniske arrangement i molekylet og tilstedeværelsen af ladede arter i komponenten., Tilstedeværelsen af atomer, der bærer en ladning (Ioniske arter), eller som simpelthen kan generere et dipolmoment i molekylet, øger polariteten af forbindelsen.
lad os tage vand som et godt eksempel for et polært molekyle, hvor o .ygenatomet er kovalent bundet til to hydrogenatomer, der deler et par elektroner i hver af disse ‘o-til-H’ kovalente bindinger. O oxygenygenatomet i vand er et stærkt elektronegativt atom, hvilket får elektronerne i den kovalente binding mellem o .ygen-og hydrogenatomerne til at ‘holdes’ tættere på O .ygen.,
man kan sammenligne elektronegativitet med et spil slæbebåd, hvor elektronerne, der skaber den kovalente binding, trækkes i retning af den stærkere spiller, i dette tilfælde ilt.
Fordi elektronerne er tættere på ilt-atom i vandmolekylet, og fordi elektroner bærer en negativ ladning, ilt atom har en lille negativ ladning, der er forbundet med det. Dette har konsekvensen af at skabe en lille positiv ladning på hydrogenatomerne i vandmolekylet., Fordi hele molekylet nu har et område, der er lidt negativt, og et område, der er lidt positivt, kan vand betragtes som polære egenskaber (ligesom en magnet bærer en positiv og negativ terminal). Minder om titlen fra Paula Abduls berygtede sang,” modsætninger tiltrækker”, det positive område af vandmolekylet er “tiltrukket” til et andet vandmolekyles negative del.
vandmolekylerne justeres sammen og danner et netværk af vandmolekyler, ofte benævnt hydrogenbinding., Det er denne hydrogen-binding netværk af vandmolekyler, der får vand til at have en usædvanlig højt kogepunkt for sådan et lille molekyle, og grunden til, at isen udvider sig i løbet af de kolde vinter nætter… der forårsager dine rør for at knække, som skaber en massiv vand lækage under dit hus, få dig til at ringe til blikkenslager ved klokken 1, for, som han mod et tillægsgebyr for sen nat opkald, at vågne op i hele kvarteret… alt sammen på grund af eksistensen af en lille polaritet i H2O ‘ s struktur… men jeg sidespring, sorry.,omvendt indeholder hydrofobe molekyler ikke områder med polaritet inden for deres struktur og blandes således med vand. Hydrofober har ikke de korrekte fysiske egenskaber til at forstyrre vandets hydrogenbindingsnetværk og er således henvist til aggregering i den vandige opløsning. Det er her fysik og geometri overtager. Ved at fremkalde vores indre Arkimedes er den geometriske form med det højeste volumen og det laveste overfladeareal en kugle, hvorfor hydrofobe molekyler har en tendens til at danne sfæriske former, når de placeres i vand., Disse ‘oliedråber’ anvender denne sfæriske form for at minimere kontakten med det polære opløsningsmiddel og således reducere energien ved overfladen (husk, at den laveste energitilstand i et system altid foretrækkes).
overfladeaktive og hydrofobe eksempler
mens fysik og geometri har ført os til dette punkt, er smart Kemi, hvad der har taget disse hydrofober til et nyt område af overfladevidenskab. Naturen, såvel som kloge forskere, har draget fordel af en hydrophobes tendens til at aggregere i vand ved at modificere hydrophobes molekylære arkitektur.,
hvis en hydrofobe er kovalent forbundet med en hydrofil enhed, dannes der en ny type molekyle, der kan eksistere ved grænsefladen mellem olie og vand. Disse typer af forbindelser, der har forskellige sektioner af hydrofobicitet og hydrofilicitet, anses for at være midler, der er aktive på overfladen af to (eller flere) modstående substrater. På grund af disse egenskaber kaldes disse forbindelser almindeligvis SURF-ACT-myrer.,
strukturen af et overfladeaktivt stof tillader den hydrofobe del at interagere med andre hydrofober i opløsningen, mens det hydrofile område af det overfladeaktive stof kan dispergeres i de vandige medier. Dette har dybe forbedringer af opløseligheden af en hydrofob forbindelse i vand, da overfladeaktive stoffer hjælper med at sænke energien mellem de to ublandbare substrater.
to af de mest kendte metoder til måling af energien ved overfladen er at bestemme
- kontaktvinklen for en opløsning på en bestemt overflade eller
- grænsefladespænding af to ublandbare væsker / opløsninger.,
Begge metoder vedrører den geometriske form (husk Archemedes’ geometri) af den energi, af hele systemet, der henviser til, at løsninger med højere overflade energi (dvs ingen overfladeaktivt stof) vil anlægge en mere sfærisk form og løsninger med lav overflade energi vil have en stadig mere oval form (‘ovality’ stiger med mængden eller styrken af det overfladeaktive stof).
Oxiteno Er en Førende Overfladeaktivt stof Innovator
For mere end 30 år, Oxiteno har dedikeret sig til udviklingen af bedre, grønnere og sikrere overfladeaktive stoffer til anvendelser, hvor der i hele den industrielle og kommercielle markeder., Vores viden om overflade kemi kombineret med vores evne til at opfylde de industrielle mængder af overfladeaktive stoffer, der har placeret Oxiteno ‘ s produkter i en række markedssegmenter, herunder for overfladeaktive stoffer, Olie & Gas -, Landbrugs-overfladeaktive stoffer, og endda ind i dit hjem (i form af kosmetik og rengøringsmidler).
o .iteno understreger vigtigheden af at producere et sikkert produkt for alle at bruge, samtidig med at finde nye måder at minimere vores miljømæssige fodaftryk yderligere., Sourcing for vedvarende, biologisk nedbrydelige og miljøvenlige råvarer er en forpligtelse, der Oxiteno lægger på sig selv for at opretholde en fremtid for det overfladeaktive stof, industri, der har hjulpet så mange områder af samfundet.besøg vores hjemmeside i dag for at lære mere om O .itenos produktlinje og team af producenter af overfladeaktive stoffer.