har du någonsin luktat något så motbjudande att du var tvungen att lämna rummet? Har du någonsin ogillat en medarbetare så mycket att du inte längre kan stå för att vara i samma utrymme som dem? Om du svarade ja på några eller alla av dessa frågor förstår du hur en hydrofob molekyl känns när den är i vatten.,
den energi som krävs för att gå ut ur det stinkande området är förståeligt, även palpabelt, men energin i samband med en hydrofob molekyls distaste för vatten är faktiskt kvantifierbar!
för att förstå hur hydrofoba molekyler kan jämföras med varandra måste vi fråga (och slutligen svara) frågan, Vad är en hydrofob molekyl?
Vad är en hydrofob molekyl?,
behovet av den hydrofoba föreningen (ofta kallad hydrofob) att skilja sig från vatten är inneboende för själva molekylens struktur, varför dessa typer av molekyler kallas hydrofob (vattenhatande). Lösligheten hos en hydrofob, och till och med en hydrofil förening, är ett komplext fenomen som har både termodynamiska och kinetiska komponenter.,
en hydrophobes oförmåga att blanda med vatten är faktiskt en kvantifierbar energi (lösningens Gibbs fria energi) som är förknippad med många faktorer, inklusive, men absolut inte begränsad till: i-lösningens dielektriska konstant (ε), II-ytspänning (γ) i systemet, iii-fördelningskoefficienten (eller konstant), iv-lös rörlighet som en funktion av ficks diffusionslag och v-lösningens kemiska potential (μ).,
hydrofoba egenskaper
medan det finns många andra faktorer som spelar för att bestämma en förenings löslighet i vatten, är ett förenklat tillvägagångssätt som generaliserar alla dessa kvantifierbara mätningar att ödmjukt säga ”like-dissles-like”. Denna fras innebär att när ett lösningsmedel (till exempel vatten) har en liknande struktur som en lösning, då de två kommer att blanda (dvs lösningen kommer att lösa upp i lösningsmedlet).
Hur reagerar hydrofoba molekyler med vatten?
detta är den förenklade anledningen till att hydrofila molekyler löses upp i vatten och hydrofoba molekyler inte gör det., Hydrofoba ämnen är närvarande i hela naturen och inom det kemiska laboratoriet. De kan extraheras från växter, återges från fett eller syntetiseras från andra källor. Några anmärkningsvärda hydrofoba exempel är kolväten (dvs bensin), vegetabilisk olja, fettalkoholer/syror och till och med kolesterolet i ditt blod!, Oxiteno använder många av dessa hydrofober i syntesen av dess ytaktiva ämnen, inklusive (A) fettalkoholer (såsom lauryl-och stearylalkoholer), (B) fettsyror (såsom oljesyra och stearinsyror), (C) talgaminer, (d) grenade alkoholer, (e) korta kedjade syntetiska alkoholer och många fler. För en komplett lista över hydrofoba molekyler som Oxiteno använder för att producera ytaktiva ämnen, besök här, men för nu, låt oss bättre definiera skillnaderna mellan hydrofila och hydrofoba molekyler.
Vad är skillnaden mellan hydrofila och hydrofoba?,
i vatten beter sig dessa hydrofoba ämnen annorlunda än deras hydrofila motsvarigheter, men vad är skillnaden mellan en hydrofil och hydrofob förening? Hydrofoba molekyler finns i en mängd olika strukturer, men ett relativt vanligt tema bland annat är en frånvaro av polaritet inom själva strukturen.
de flesta, men inte alla, hydrofober innehåller stora delar av kol och hydrogener, två atomer som ger liten till ingen polaritet inom föreningens struktur., Bristen på en hydrophobe polaritet i kombination med den relativt höga dielektriska konstanten av vatten (ε =78)a, gör en mycket ohållbar situation mellan de två komponenterna, vilket i slutändan resulterar i en fas-Separerad lösning, som du skulle hitta med en blandning av olja och vatten.
detta begrepp av polaritet kan uppskattas av typerna av atomer i in-föreningen, deras arkitektoniska arrangemang i molekylen och närvaron av laddade arter inom komponenten., Närvaron av atomer som bär en laddning (Joniska arter) eller som helt enkelt kan generera ett dipolmoment i molekylen ökar polariteten hos föreningen.
låt oss ta vatten som ett bra exempel för en polär molekyl, där syreatomen är kovalent bunden till två väteatomer, som delar ett par elektroner i var och en av dessa ”o-till-h” kovalenta bindningar. Syreatomen i vatten är en starkt elektronegativ atom, vilket gör att elektronerna inom kovalenta bindningen mellan syre-och väteatomerna ”hålls” närmare syret.,
man kan jämföra elektronegativitet med ett spel av dragkamp, där elektronerna som skapar den kovalenta bindningen dras i riktning mot den starkare spelaren, i detta fall syre.
eftersom elektronerna är närmare syreatomen i vattenmolekylen, och eftersom elektroner bär en negativ laddning har syreatomen en liten negativ laddning i samband med den. Detta har konsekvensen av att skapa en liten positiv laddning på väteatomerna i vattenmolekylen., Eftersom hela molekylen nu har ett område som är något negativt och ett område som är något positivt, kan vatten anses ha polära egenskaper (ungefär som en magnet bär en positiv och negativ terminal). Som påminner om titeln från Paula Abdul ’s Ökända sång, ”motsatser Attract”, är det positiva området av vattenmolekylen ”attraherad” till en annan vattenmolekyl negativa delen.
vattenmolekylerna kommer att anpassa sig och bilda ett nätverk av vattenmolekyler, som ofta kallas vätebindning., Det är detta vätebindningsnät av vattenmolekyler som orsakar att vatten har en ovanligt hög kokpunkt för en så liten molekyl, och anledningen till att isen expanderar under de kalla vinterkvällarna … som orsakar att dina rör spricker, vilket skapar en massiv vattenläcka under ditt hus, vilket får dig att ringa rörmokaren klockan 1 på morgonen, för vilken han tar ut en extra avgift för det sena nattsamtalet och vaknar upp hela grannskapet … allt på grund av förekomsten av en liten polaritet i H2OS struktur… men jag,
omvänt innehåller hydrofoba molekyler inte polaritetsområden inom deras struktur och blandar sålunda med vatten. Hydrofober har inte de korrekta fysikaliska egenskaperna för att störa vattnets vätebindningsnät och förpassas därmed till aggregering inom vattenlösningen. Det är här fysik och geometri tar över. Frammana vår inre-Archimedes, den geometriska formen med den högsta volymen och lägsta ytarean är en sfär, varför hydrofoba molekyler tenderar att bilda sfäriska former när de placeras i vatten., Dessa ”oljedroppar” antar denna sfäriska form för att minimera kontakt med det polära lösningsmedlet, vilket minskar energin vid ytan (minns att det lägsta energitillståndet i ett system alltid gynnas).
ytaktivt och hydrofoba exempel
medan fysik och geometri har väglett oss till denna punkt, smart kemi är vad som har tagit dessa hydrofober till nytt område av ytvetenskap. Naturen, liksom brainy forskare, har utnyttjat en hydrophobe tendens att aggregera i vatten genom att modifiera hydrophobes molekylära arkitektur.,
om en hydrofob är kovalent kopplad till en hydrofil enhet bildas en ny typ av molekyl som kan samexistera vid gränssnittet mellan olja och vatten. Dessa typer av föreningar som har olika delar av hydrofobicitet och hydrofilicitet anses vara medel som är aktiva vid ytan av två (eller flera) motsatta substrat. På grund av dessa egenskaper kallas dessa föreningar vanligen som SURF-ACT-myror.,
strukturen hos ett ytaktivt medel gör det möjligt för den hydrofoba delen att interagera med andra hydrofober i lösningen, medan det hydrofila området av ytaktivt medel kan dispergeras i vattenmediet. Detta har djupa förbättringar på lösligheten hos en hydrofob förening i vatten, eftersom ytaktiva ämnen bidrar till att sänka energin mellan de två obrännbara substraten.
två av de mest kända metoderna för att mäta energin vid ytan är att bestämma en lösnings kontaktvinkel på en viss yta eller
båda metoderna relaterar den geometriska formen (kom ihåg Archemedes ’ geometri) av hela systemets energi, medan lösningar med högre ytenergi (dvs. inget ytaktivt medel) kommer att anta en mer sfärisk form och lösningar med lägre ytenergi kommer att ha en alltmer oval form (”ovalitet” ökar med ytaktiva ämnets mängd eller styrka).
Oxiteno är en ledande innovatör för ytaktivt ämne
i mer än 30 år har Oxiteno ägnat sig åt utveckling av bättre, grönare och säkrare ytaktiva ämnen för användning på hela den industriella och kommersiella marknaden., Vår kunskap om ytkemi tillsammans med vår förmåga att möta de industriella volymerna av ytaktiva ämnen har placerat Oxiteno produkter i en mängd olika marknadssegment, inklusive ytaktiva ämnen för olja & Gas, jordbruks ytaktiva ämnen och även i ditt hem (i form av kosmetika och rengöringsmedel).
Oxiteno betonar vikten av att producera en säker produkt för alla att använda, samtidigt som man hittar nya sätt att ytterligare minimera vårt miljöavtryck., Sourcing för förnybara, biologiskt nedbrytbara och miljövänliga råvaror är en onus som Oxiteno placerar sig för att upprätthålla en framtid för den ytaktiva industrin som har hjälpt så många samhällsområden.
besök vår hemsida idag för att lära dig mer om Oxitenos produktlinje och team av ytaktiva tillverkare.