ГИДРОФИЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ (от греч. hydor — вода и philia — любовь или phobos — боязнь, страх * а. wetting ability hydrophoby; н. Hydrophilie und Hydrophobie; ф. hydrophilite et hydrophobie; и. hidrofilia е hidrofobia) — понятия, характеризующие сродство веществ или образованных ими тел к ; это сродство обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия. Понятия гидрофильность и гидрофобность могут относиться в равной степени к веществу, к поверхности тела и к тонкому слою (в пределе — толщиной в одну молекулу) 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 рассматривают как малую степень гидрофильности, т.к. между молекулами воды и любого тела всегда действуют в большей или меньшей степени межмолекулярные силы притяжения. Гидрофильность и гидрофобность можно оценить по растеканию капли воды на гладкой поверхности тела (рис.); характеризуются краевым углом смачивания; на гидрофильной поверхности капля растекается полностью, 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 с ионными кристаллическими решётками (например, и др.), а также силикатных стёкол. Гидрофобны металлы, лишённые оксидных плёнок, органические соединения с преобладанием углеводородных групп в молекуле (например, парафины, жиры, воски, некоторые пластмассы), и другие вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием.

Понятия гидрофильность и гидрофобность 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 изменяться в результате адсорбции таких веществ. Повышение гидрофильности называется гидрофилизацией, а понижение — гидрофобизацией. Оба явления играют важную роль при методом . Гидрофилизация приводит к селективной минералов пустой породы. Для этих целей применяют органические (крахмал, декстрин и др.) и неорганические (жидкое стекло, цианид натрия и т.д.) реагенты. Гидрофобизация вызывается добавлением специальных реагентов-собирателей. См. также .

	1. Строение молекулы воды.	tag but isn"t running the applet, for some reason." Your browser is completely ignoring the tag!
	Вода имеет полярную молекулу. Кислород как более электроотрицательный атом оттягивает на себя общую с атомом водорода электронную плотность к себе и потому несет частичный отрицательный заряд; атомы водорода, от которых электронная плотность смещена, несут частичный положительный заряд. Таким образом, молекула воды представляет собой диполь , т.е. имеет положительно и отрицательно заряженные участки. (Модель справа объемная, ее можно вращать при помощи нажатой левой кнопки мыши.)

2. Водородные связи. Молекулы воды образуют друг с другом водородные связи . Они обусловлены силами притяжения между несущим частичный отрицательный заряд атомом кислорода одной молекулы и несущим частичный положительный заряд атомом водорода другой молекулы. (Рассмотрите на модели справа, что связи образованы именно между названными выше атомами.) Вопрос 1. Как Вы думаете: по своей природе водородные связи ближе к ковалентным или к ионным? Почему Вы так думаете? Водородные связи обуславливают целый ряд важнейших свойств воды, в первую очередь - ее свойства как растворителя. 3. Вода как растворитель.

alt="Your browser understands the tag but isn"t running the applet, for some reason." Your browser is completely ignoring the tag!

По отношению к воде все практически вещества можно разделить на две группы:

1. Гидрофильные (от греч. "филео" - любить, имеющие положительное сродство к воде ). Эти вещества имеют полярную молекулу, включающую электроотрицательные атомы (кислород, азот, фосфор и др.). В результате отдельные атомы таких молекул также обретают частичные заряды и образуют водородные связи с молекулами воды. Примеры: сахара, аминокислоты, органические кислоты .
2. Гидрофобные (от греч. "фобос" - страх, имеющие отрицательное сродство к воде ). Молекулы таких веществ неполярны и не смешиваются с полярным растворителем, каковым является вода, но хорошо растворимы в органических растворителях, например, в эфире, и в жирах. Примером могут служить линейные и циклические углеводороды . в т.ч. бензол .

Вопрос 2. Рассмотрите внимательно две молекулы справа. Как Вы думаете, какая из этих молекул гидрофильная, а какая - гидрофобная? Почему Вы так думаете? Не узнали ли Вы - что это за вещества? Среди органических веществ встречаются также соединения, одна часть молекулы которых неполярна и проявляет гидрофобные свойства, а другая - полярна и, следовательно, гидрофильна.

alt="Your browser understands the tag!

alt="Your browser understands the tag but isn"t running the applet, for some reason." Your browser is completely ignoring the tag!

Такие вещества называются амфипатическими . Молекула фосфотидилсерина (одного из фосфолипидов плазматической мембраны клеток, справа) может служить примером амфипатических соединений. Вопрос 3. Рассмотрите внимательно эту молекулу. Как Вы думаете, какая из ее частей гидрофильная, а какая - гидрофобная? Расположите молекулу так, чтобы это было максимально наглядно, создайте графический файл и в нем обозначьте гидрофильный и гидрофобный участки молекулы. Для этого, расположив молекулу наиболее выгодным образом, скопируйте все изображение экрана в буфер обмена (нажать кнопку Print Screen ), запустите графический редактор по усмотрению (достаточно Paint - Пуск - Программы - Стандартные - Paint ), обрежьте все лишнее, а на оставшемся рисунке обозначьте любим удобным способом требуемые участки. Сделайте соответствующие подписи на рисунке и сохраните файл в папку по усмотрению. 4. Вода как растворитель в живых организмах. По образному выражению, все мы - "живые растворы". Действительно, практически все процессы как в клетках организма, так и в межклеточной среде организма протекают именно в водных растворах.

alt="Your browser understands the tag but isn"t running the applet, for some reason." Your browser is completely ignoring the tag!

Кроме того, со свойством воды как растворителя прямо связана транспортная функция внутренних жидкостей как у многоклеточных животных (кровь, лимфа, гемолимфа, целомическая жидкость), так и у многоклеточных растений.

5. Вода как реагент.
Важное значение воды связано также с ее химическими свойствами - как обычного вещества, вступающего в химические реакции с другими веществами. Наиболее важными являются расщепление воды под действием света (фотолиз ) в световой фазе фотосинтеза , участие воды как необходимого реагента в реакциях расщепления сложных биополимеров (такие реакции не случайно называются реакциями гидролиза ). И, наоборот, при реакциях образования биополимеров, полимеризации, происходит выделение воды.
Вопрос 4. Какую неточность в последней фразе исправил бы химик?

Гидрофильные вещества

Hydrophilic matters (substances)

Твердые вещества, обладающие свойством смачиваться водой. Не смачиваются маслянистыми жидкостями.

Краткий электронный справочник по основным нефтегазовым терминам с системой перекрестных ссылок. - М.: Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина . М.А. Мохов, Л.В. Игревский, Е.С. Новик . 2004 .

Смотреть что такое "Гидрофильные вещества" в других словарях:

Гидрофильные мазевые основы - Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. Основная статья: Мазевые основы Гидрофильные мазевые основы мазевые основы, применяемые для… … Википедия

Гидрофильные - (от гидро и фил) «любящие воду» вещества, молекулы которых электрополярны и легко соединяются с молекулами воды. Противоположность гидрофобные («не любящие воду») вещества … Начала современного естествознания

Уплотняющие вещества - высокополимерные гидрофильные вещества, используемые для уплотнения жидких питательных сред. В средах для хемоорганотрофов в качестве У.в. используют агар (см.) и желатину (см.), для аутотрофных организмов силикагелъ(см.). Меньшее… … Словарь микробиологии

Вещества, способные накапливаться (сгущаться) на поверхности соприкосновения двух тел, называемой поверхностью раздела фаз, или межфазной поверхностью. На межфазной поверхности П. а. в. образуют слой повышенной концентрации адсорбционный… … Большая советская энциклопедия

поверхностно-активные вещества (ПАВ) - вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз и вызывать снижение поверхностного (межфазного) натяжения. Типичные ПАВ органические соединения, молекулы которых содержат лиофильные и лиофобные (обычно гидрофильные и… … Энциклопедический словарь по металлургии

Поверхностно-активные вещества - (a. surfactants; н. grenzflachenaktive Stoffe, oberflachenaktive Stoffe; ф. substances tensio actives; и. surfac tantes), вещества c асимметричной мол. структурой, молекулы к рых имеют дифильное строение, т.e. содержат лиофильные и… … Геологическая энциклопедия

поверхностно-активные вещества - ПАВ Вещ ва, способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз и вызывать снижение поверхн. (межфазного) натяжения. Типичные ПАВ — органич. соединения, молекулы к рых содержат лиофильные и лиофобные (обычно гидрофильные и гидрофобные) ат … Справочник технического переводчика

Surfactant species Вещества с асимметричной молекулярной структурой, молекулы которых имеют дифильное строение, т. е. содержат лиофильные и лиофобные (обычно гидрофильные полярные группы и гидрофобные радикалы) атомные группы. Дифильная… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Клеточные мембраны - У этого термина существуют и другие значения, см. Мембрана Изображение клеточной мембраны. Маленькие голубые и белые шарики соответствуют гидрофильным «головкам» липидов, а присоединённые к ним линии гидрофобным «хвостам». На рисунке… … Википедия

Избирательная проницаемость - У этого термина существуют и другие значения, см. Мембрана Изображение клеточной мембраны. Маленькие голубые и белые шарики соответствуют гидрофильным «головкам» липидов, а присоединённые к ним линии гидрофобным «хвостам». На рисунке показаны… … Википедия

Кое-кому в школе повезло на уроках химии не только писать скучные контрольные и вычислять молярную массу или указывать валентность, но и смотреть на то, как учитель проводит опыты. Неизменно в рамках эксперимента как по волшебству жидкости в пробирках непредсказуемо меняли цвет, а еще что-нибудь могло взорваться или красиво сгореть. Пожалуй, не так эффектны, но все равно интересны опыты, в которых используются гидрофильные и гидрофобные вещества. Кстати, что это и чем они любопытны?

Физические свойства

На уроках химии, проходя очередной элемент из периодической таблицы, а также все основные вещества, обязательно шла речь об их различных характеристиках. В том числе затрагивались их физические свойства: плотность, в нормальных условиях, температура плавления и кипения, твердость, цвет, электропроводность, теплопроводность и многие другие. Иногда шла речь о таких характеристиках, как гидрофобность или гидрофильность, однако отдельно, как правило, об этом не говорят. Между тем это достаточно интересная группа веществ, с которой легко можно столкнуться в повседневной жизни. Так что нелишним будет узнать о них больше.

Гидрофобные вещества

Примеры легко можно взять из жизни. Так, нельзя смешать воду с маслом - это известно всем. Оно просто не растворяется, а остается плавать пузырьками или пленкой на поверхности, поскольку его плотность меньше. Но почему так и какие существуют еще гидрофобные вещества?

Обычно к этой группе относят жиры, некоторые белки и а также силиконы. Название веществ происходит от греческих слов hydor - вода и phobos - страх, но это не значит, что молекулы боятся. Просто они являются мало или совсем нерастворимыми, их еще называют неполярными. Абсолютной гидрофобности не бывает, даже те вещества, которые, казалось бы, совсем не взаимодействуют с водой, все-таки адсорбируют ее, хоть и в ничтожных количествах. На практике же контакт такого материала с H 2 O выглядит в виде пленки или капелек, либо жидкость остается на поверхности и принимает форму шара, поскольку он имеет наименьшую площадь поверхности и обеспечивают минимальный контакт.

Гидрофобные свойства объясняются тех или иных веществ. Это связано с низким показателем притяжения к как это происходит, например, с углеводородами.

Гидрофильные вещества

Название этой группы, как уже несложно догадаться, тоже происходит от греческих слов. Но в данном случае вторая часть philia - любовь, и это прекрасно характеризует отношения таких веществ с водой - полное "взаимопонимание" и прекрасная растворимость. В эту группу, иногда называемую "полярной", относятся простые спирты, сахара, аминокислоты и т. д. Соответственно, они обладают такими характеристиками, поскольку имеют высокую энергию притяжения к молекуле воды. Строго говоря, вообще-то все вещества являются гидрофильными в большей или меньшей степени.

Амфифильность

А бывает ли так, что гидрофобные вещества могут одновременно иметь и гидрофильные свойства? Оказывается, да! Эту группу веществ называют дифильными, или амфифильными. Оказывается, одна и та же молекула может иметь в своей структуре как растворимые - полярные, так и водоотталкивающие - неполярные элементы. Такими свойствами, например, обладают некоторые белки, липиды, поверхностно-активные вещества, полимеры и пептиды. При взаимодействии с водой они образуют различные надмолекулярные структуры: монослои, липосомы, мицеллы, бислойные мембраны, везикулы и т. д. Полярные группы при этом оказываются ориентированными к жидкости.

Значение и применение в жизни

Помимо взаимодействия воды и масла, можно найти немало подтверждений тому, что гидрофобные вещества встречаются едва ли не повсеместно. Так, чистые поверхности металлов, полупроводников, а также кожа животных, листья растений, хитиновый покров насекомых обладают подобными свойствами.

В природе оба вида веществ имеют важное значение. Так, гидрофилы используются в транспорте в организмах животных и растений, конечные продукты обмена также выводятся при помощи растворов биологических жидкостей. Неполярные вещества же имеют серьезное значение в формировании клеточных мембран, имеющих Именно поэтому подобные свойства играют важную роль в протекании биологических процессов.

В последние годы ученые разрабатывают все новые гидрофобные вещества, при помощи которых можно защитить различные материалы от смачивания и загрязнения, создавая таким образом даже самоочищающиеся поверхности. Одежда, металлические изделия, стройматериалы, автомобильные стекла - сфер применения множество. Дальнейшее изучение этой темы приведет к разработке мультифобных веществ, которые станут основной для грязеотталкивающих поверхностей. Создав подобные материалы, люди смогут сэкономить время, средства и ресурсы, а также появится возможность снизить степень чистящими средствами. Так что дальнейшие разработки пойдут на пользу всем.

Термин гидрофильность (производное от древнегреческих слов «вода» и «любовь») является характеристикой интенсивности взаимодействия вещества с водой на молекулярном уровне, то есть способность материала усиленно впитывать влагу, а также высокой смачиваемости воды поверхностью вещества. Это понятие можно отнести и к твёрдым телам, как свойство поверхности, и к отдельным ионам, атомам, молекулам и их группам.

Гидрофильность характеризует величина связи адсорбционной молекул воды с молекулами вещества, при этом образуются соединения, в которых количество воды распределяется по значениям энергии связи.

Гидрофильность присуща веществам, имеющим ионные кристаллические решётки (гидроксиды, оксиды, сульфаты, силикаты, глины, фосфаты, стёкла и пр.), имеющим полярные группы -ОН, -NO 2 , -СООН, и др. Гидрофильность и гидрофобность - частные случаи взаимодействия веществ с растворителями (лиофильность, лиофобность).

Гидрофобность можно рассматривать в качестве малой степени гидрофильности, потому что действие межмолекулярных сил притяжения всегда будет более или менее присутствовать между молекулами любого тела и воды. Гидрофильность и гидрофобность можно различить по тому, как растекается капля воды на теле с гладкой поверхностью. Капля растечется полностью на поверхности гидрофильной, и частично - на гидрофобной, при этом на значение угла, образующегося между поверхностью смачиваемого материала и капли, влияет степень гидрофобности данного тела. Гидрофильными являются вещества, в которых сила молекулярных (ионных, атомных) взаимодействий довольно большая. Гидрофобными являются металлы, которые лишены оксидных плёнок, соединения органические, имеющие углеводородные группы в молекуле (воски, жиры, парафины, часть пластмасс), графит, сера и прочие вещества, обладающие слабым взаимодействием на межмолекулярном уровне.

Понятия гидрофильность и гидрофобность применяются как по отношению к телам и их поверхностям, так и относительно единичных молекул или отдельных частей молекул. Например, в молекулах поверхностных активных веществ находятся полярные (гидрофильные) и углеводородные (гидрофобные) соединения. Гидрофильность поверхностной части тела способна резко поменяться вследствие адсорбции подобных веществ.

Гидрофилизацией называют процесс повышения гидрофильности, а гидрофобизацией – процесс ее понижения. Эти явления имеют большую значимость в косметической промышленности, в текстильной технологии для гидрофилизации тканей (волокон) для улучшения качества стирки, беления, крашения и т.д.

Гидрофильность в косметике

Парфюмерно-косметической промышленностью производятся гидрофильные кремы и гели , которые защищают кожу от загрязнений, не растворяемых водой. В составе таких продуктов находятся гидрофильные составляющие, образующие пленку, предотвращающую проникновение водонерастворимых загрязняющих веществ в поверхностный слой кожного покрова.

Гидрофильные кремы производятся из эмульсии, которая стабилизирована подходящими эмульгаторами или с основой вода-масло-вода, масло-вода. Кроме того, к ним можно отнести дисперсные коллоидные системы, в которых стабилизированы гидрофильные поверхностно-активные компоненты, и состоящие из водно-диспергированных или водно-гликолевых смешанных растворителей жирных высших кислот или спиртов.

Гидрогели (гидрофильные гели) готовятся из основ, состоящих из воды, смешанного неводного или гидрофильного растворителя (этиловый спирт, пропиленгликоль, глицерин) и гидрофильного образователя гелей (производные целлюлозы, карбомеры).

Гидрофильные свойства кремов и гелей:

· быстро и хорошо впитываются;

· питают кожу;

· после их применения не остается ощущение жирности;

· очищают кожу;

· укрепляюще воздействуют на кожу;

· снижают действие отрицательных факторов внешней среды;

· помогают коже поддерживать естественную способность к регенерации.

Гидрофильные кремы и гели предназначены, чтобы защитить кожу при работе с несмешивающимися с водой маслами, мазутом, нефтью, красками, смолами, графитом, сажей, органическими растворителями, охлаждающе-смазочными растворами, строительной пеной и многочисленными иными слабоагрессивными веществами. Также они незаменимы при починке автомобиля, ремонте квартиры, при строительстве, на даче при работе с удобрениями и землей.

Компанией «КоролёвФарм» осуществляется производство различных типов парфюмерно-косметической продукции , в том числе гидрофильных и гидрофобных кремов. Предприятие является контрактным производителем и осуществляет все стадии производства: разработку рецептур, сертификацию, постановку на производство, серийный выпуск продукции. Производственная площадка оснащена современным оборудованием.

Предприятие сертифицировано на соответствие требованиям