Что такое гидрофобность – Как добиться гидрофобного эффекта?

Как добиться гидрофобного эффекта?

 

Гидрофобия — это особенность молекул, которая заключается в том, что они хотят избежать любого контакта с водой. Молекулы — гидрофобы, в большинстве случаев не являются полярными, попадая в водное пространство, они сбиваются в группы и стараются исключить молекулы воды.

Поверхность обработанная гидрофобизатором

Причины боязни воды зданиями

Вода способна разрушать все на своем пути. Здания и дома не исключение. Большинство строительных материалов разрушаются при контакте з жидкостью и влагой.

Основные причины гидрофобии:

• вода способна, подмывая, разрушать составляющие компоненты цемента, из которого сделали фундамент. Это может закончится обвалом здания;
• фасадные утеплители разваливаются при контакте с водой;
• плохо перекрытая крыша может пропускать воду и сгнить, а потом обвалится;
• сильная сырость в помещении может привести к появлению грибков и плесени.

Список свойств строительных материалов, которые основываются на воздействии воды на растворы:

• водопоглощение;
• морозостойкость;
• влагоотдача;
• водопроницаемость.

Материалы и их водопоглощение

Водопоглощение это свойство, когда материал способен поглощать влагу, а также удерживать ее. Показатель водопоглощения определяют за разницей веса. Сначала взвешивают сухой образец, а потом пропитывают его водой и тоже взвешивают. Разница в массе и будет этим показателем. Материал насыщается влагой до того, как заполняются все поры в местах, куда трудно попасть. Методы насыщения вещества регулируются ГОСТом.

Пределы водопоглощения очень большие в зависимости от строительного материала и какая есть гидрофобная поверхность.

Процентное отношение водопоглощения некоторых материалов:

• гранит- 0,7%;
• керамическая плитка-2%;
• гидроизоляция-2%;
• кирпич обыкновенный-20%;
• бетон массой до 2,5 т-3%.

Насыщают материал таким образом: в кипящую воду частями загружают испытуемый образец. Он некоторое время стоит в этой воде. При таком испытании у материала происходят следующие изменения:

• увеличивается: вес, объем и теплопроводность
• уменьшается прочность

Для получения более точных данных, нужно тестировать материалы и в сухом и в насыщенном состоянии. Такой анализ поможет точнее предсказать как поведет себя той или иной материал при контакте с водой или влагой.

Коэффициент размягчения — это взаимоотношение данных теста над материалом в двух состояниях: сухом и насыщенном.

Водостойкими считаются те материалы у которых размягченный коэффициент больше 0,75. Все остальные материалы с коэффициентом ниже 0,75 ни в коем случае не нужно применять под влиянием воды.

Морозостойкость материалов

Если материал насытили водой, а потом заморозили и растопили и так несколько раз, а с ним ничего не произошло, он остался цел, невредим и его свойства не ухудшились то его можно считать морозостойким.

Есть такие стройматериалы, которые разваливаются от контакта с водой. Причина проста: лед.

Если материал натянул воды, которая потом замерзает, то в нутрии материала образуются кристаллы льда. Если их много, то они начинают давить на стенку материала. В результате, он теряет прочность, а иногда и форму, а его стенки вполне могут пустить трещины.

Материал считается морозостойким только когда коэффициент размягчения более 0,75. Это объясняется тем, что такие материалы впитывают и поглощают очень мало воды и в них внутри нет сильного давления льда на стенки.

Такие материалы называют плотными. Если материал насыщается водой не более 85% имеющих пор, то он удовлетворительно морозостойкий. Такой материал называют пористый.

Материалы на морозостойкость проверяют следующим образом: насыщенный водой образец помещают в морозильную камеру, дают ему замерзнуть. Потом достают и, поместив в комнатные температуры воду, дают оттаять. Такую процедуру повторяют около 150 раз, все зависит от того, какое предназначение материала в будущем.

В некоторых порах вода замораживается при очень низких температурах. Поэтому, проверку на морозостойкость нужно проводить при температуре мин – 17 градусов. Если после всех процедур строительный материал остался при своем весе, форме, не появились трещины, не полезла краска, то такой материал можно считать морозостойким. Разница в прочности материала на котором испытывали морозостойкость и контрольным образцом должна быть не больше 25%.

Существуют такие марки материалов, в зависимости от количества заморозок:

• Мрз 200
• Мрз 100
• Мрз 150
• Мрз 50
• Мрз 35
• Мрз 25
• Мрз 15
• Мрз 10

Ускоренная версия испытания на морозостойкость выглядит так: образец помещают в слабый раствор натрия сернокислотного. Когда он полностью насытится его достают и высушивают за температуры 105 градусов. Такое испытание является более серьезным и если материал его не пройдет, то единственный выход испытывать материал в камерах холода.

Влияние мороза на материалы

Влагоотдача

В благоприятной среде и наличии нужных условий, некоторые материалы выделяют воду. Это называют влагоотдачей. Влагоотдача определяется весом воды, который потеряет материал, если температура будет 20 градусов, а влажность 60%.

Суховоздушное состояние — это баланс, который устанавливается между воздухом и влажностью строительной конструкции.

Материал в конструкции никогда не бывает сухим. Какой-то процент влаги всегда есть.

Водопроницаемость

Когда материал пропускает воду под напором — это называется водопроницаемость. В зависимости от строения различают водонепроницаемость. Строение бывает очень плотное и с мелкими порами. И те, и другие материалы считаются водонепроницаемыми. Испытать на водонепроницаемость возможно только на специальном оборудовании.

Проверка проходит таким образом:

• положить образец в коническую металлическую форму;
• бока материала залить парафином;
• подать снизу воду под сильным напором;
• собрать в стакан все количество воды, которое пройдет через материал на другую сторону, и взвесить ее.

Для веществ, которые используют для перекрытий помещений (рубероид, черепица), влагонепроницаемость важнее всего.

Гидрофобизаторы: их назначение и классификация

Водоотталкивающие гидрофобные материалы – это единственное средство, способное справится с влагой, от которой рушатся здания. Они придают материалам эффект не смачивания водой, повышают морозостойкость и уменьшают шансы появления коррозии.

Также, они помогают сберечь материал в сыром складе, снижают водопоглощение, сохраняют материал при перевозке на стройплощадку, улучшают внешний вид.  

Гидрофобы создают защитный шар на материале, который его сохраняет от внешних вредителей.

Не нужно использовать гидрофобизаторы до завершения строительных работ, так как они проникают вглубь материала лишь на 5 миллиметров и в течении работ могут стереться в зависимости от фобных поверхностей.

Виды гидрофобизации:

• поверхностная;
• объемная.

Поверхностная гидрофобизация это распыление гидрофизика на детали конструкции. Объемная гидрофобизация проводится так:

• просверлить в стене длинные тоннели;
• залить гидрофобизатор.

Наиболее эффективным считают объемную гидрофикацию, та как гидрофобность поможет уберечь здание в течении всего эксплуатационного срока и дольше.

Использование поверхностного гидрофобизатора

Их можно наносить на любую поверхность, сухую или влажную, в зависимости от цели. Гидрофобизатор поверхностного назначения можно наносить любым удобным способом.

Примеры поверхностных гидрофобизаторов:

• Асолин-ВС – основу составили олигомерные силоксаны.  Прекрасно защищает фасады и наклонившееся здания от влажности. Обеспечивает гидрофобный эффект. Нельзя наносить на гипс и синтетические краски. Наносят его на влажную поверхность и пока материал не насытится.
• Бетон индеколор. Надежная защита от атмосферных газов, обеспечивает водонепроницаемость. Выглядит как краска.  Им обрабатываются готовые конструкции как снаружи, так и внутри.
• MaksKLIR . В основу вошел силикон. Предназначен для защиты внутренней штукатурки и горизонтальных бетонных плит.
• Полирем ВД-1725. Это грунтовка защищает окрашенные поверхности.
• Силол жидкость с низкой вязкостью. Атмосферные изменения не имеют воздействия на него. Он, погружаясь в поры, застывает, на цвет и форму не влияет. Уменьшает водопоглощение и повышает водостойкость.
• Гидрофобизаторы фирмы Ceresit CT 10, 11, 12. Все три представителя воспламеняются при +35 градусов. Они являются универсальными и подходят ко всему, в зависимости от назначения материала, который надо защитить.
• Гидросил – жидкость. Без цвета, усиливает водоотталкивание, хорошо впитывается материалами. Не изменяет вид снаружи материала.
• Антиплювиоль –грунтовка. В состав входят силиконовые смолы. Наносить исключительно на сухую поверхность. Не использовать для горизонтальных поверхностей, после обработки не красить.

Назначение объемных гидрофобизаторов

Объемные гидрофобизаторы применяют как внутренние инъекции для материалов.

Инструкция по применению объемного гидрофобизатора:

• просверлить скважины в стенках материала, не сквозные, в порядке шахматки;
• заполнить их малой порцией гидрофобизатора;
• через несколько часов повторить процедуру и так повторять пока он не будет заполнен полностью;
• замуровать заполненные отверстия цементом.

Примеры объемных гидрофобизаторов:

• ВД 1710- водный силикатный раствор с добавками. Разбавляют водой. Предназначен для создания водоотталкивающего эффекта для всех типов материалов. Можно использовать как добавку в краску.
• Полифлюид- жидкий раствор, без цвета. Глубоко проникает, в составе есть синтетические смолы. Не замерзает.
• Dicom Dump – в составе метиловый силикатный раствор. Используют для кирпичей, бетона, камня.

Поверхность покрытая влагозащитной жидкостью

Другие методы создания гидрофобного эффекта

Добится гидрофобного эффекта можно и другим методом. Для этого нужно добавлять в растворы примесь, в состав которой входит силиконовый компонент. Она усилит уже имеющиеся гидрофобные свойства и придаст новые.

Примеры примеси на силиконовой основе:

• Латофлекс – водная дисперсия, в основе использованы акриловые смолы. Улучшает свойства нужного вещества. Предотвращает появление трещин.
• Гидробетон –используют как примесь к бетону и цементу. Усиливает гидроизоляцию используемых образцов.
• Асолин ДМ – уплотняет бетон, цемент и подходящие. Способствует усилению гидрофобного эффекта, предотвращает появление трещин в бетоне. Замерзает при -2 по Цельсию.
• Сатурфикс жидкая добавка к цементным и бетонным растворам. Убавляет общее количество пор в структуре материи. Предотвращает повышение в них влаги.

Чтобы здание долго было в эксплуатации, то об этом надо позаботиться заранее. Если строить дом с нуля, то примеси для гидроизоляции помогут обеспечить срок службы дома и избежать ненужных трат в дальнейшем. Ну а если переделывать квартиру, многие профессионалы советуют не экономить на гидроизоляционных материалах, так как грибок в основном болезнь квартир. Такие методы сберегут и деньги, и здоровье всей семьи. Просто надо принять правильное решение.

 

teplota.guru

Гидрофобность — Википедия. Что такое Гидрофобность

Капля воды на гидрофобной поверхности травы

Гидрофобность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φόβος — боязнь, страх) — это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой^[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофобной.

Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей. Поэтому вода на гидрофобной поверхности, обладающей высоким значением угла смачивания, собирается в капли. А при добавлении в воду гидрофобных жидкостей, в зависимости от плотности, они собираются в изолированные сгустки, либо распределяются по поверхности воды, как происходит с нефтью.

Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ.

Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы, фторопласт.

Химические основы

Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.^[2] Так, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будет минимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например, при расслоении водно-масляной эмульсии.

Сверхгидрофобность

Капля на поверхности Лотоса.

Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно несклонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на этом принципе. Примером сверхгидрофобного материала-биомиметика в нанотехнологии является нанопин-пленка (англ.)русск.. Показано, что поверхность пентоксида ванадия может переключаться между сверхгидрофобностью (англ.)русск. и сверхгидрофильностью под действием УФ излучения^[3]. Согласно этому исследованию, любую поверхность можно наделить подобным свойством путём нанесения на неё суспензии розеткообразных частиц V₂O₅, например, с помощью струйного принтера. Тут гидрофобность также вызывается межслойными воздушными полостями (разделёнными расстояниями 2.1 нм). Механизм действия УФ излучения состоит в создании пар «электрон-дырка», в которых дырки реагируют с атомами кислорода в кристаллической решетке, создавая кислородные вакансии на поверхности, а электроны восстанавливают V⁵⁺ до V³⁺. Кислородные вакансии закрываются водой и такое поглощение воды поверхности ванадия делает её гидрофильной. При продолжительном пребывании в темноте вода замещается кислородом и гидрофильность утрачивается.

См. также

Примечания

1. ↑ Aryeh Ben-Na’im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York (ISBN 0-306-40222-X)
2. ↑ Goss, K. U. and R. P. Schwarzenbach (2003): «Rules of Thumb for Assessing Equilibrium Partitioning of Organic Compounds: Successes and Pitfalls.» JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 80(4): 450—455. Link to abstract
3. ↑ UV-Driven Reversible Switching of a Roselike Vanadium Oxide Film between Superhydrophobicity and Superhydrophilicity Ho Sun Lim, Donghoon Kwak, Dong Yun Lee, Seung Goo Lee, and Kilwon Cho J. Am. Chem. Soc.; 2007; 129(14) pp 4128 — 4129; (Communication) DOI:10.1021/ja0692579

Литература

Ссылки

wiki.sc

Гидрофобность Википедия

Капля воды на гидрофобной поверхности травы

Гидрофо́бность (от др.-греч. ὕδωρ «вода» + φόβος «боязнь, страх») — физическое свойство молекулы, «стремление» избежать контакта с водой^[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофо́бной.

Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей. Поэтому вода на гидрофобной поверхности, обладающей высоким значением угла смачивания, собирается в капли. А при добавлении в воду гидрофобных жидкостей, в зависимости от плотности, они собираются в изолированные сгустки, либо распределяются по поверхности воды, как происходит с нефтью.

Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ.

Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы, фторопласт.

Химические основы

Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.^[2] Так, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будет минимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например, при расслоении водно-масляной эмульсии.

Сверхгидрофобность

Капля на поверхности лотоса.

Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно несклонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на этом принципе. Примером сверхгидрофобного материала-биомиметика в нанотехнологии является нанопин-плёнка (англ.)русск.. Показано, что поверхность пентоксида ванадия может переключаться между сверхгидрофобностью (англ.)русск. и сверхгидрофильностью под действием УФ излучения^[3]. Согласно этому исследованию, любую поверхность можно наделить подобным свойством путём нанесения на неё суспензии розеткообразных частиц V₂O₅, например, с помощью струйного принтера. Тут гидрофобность также вызывается межслойными воздушными полостями (разделёнными расстояниями 2.1 нм). Механизм действия УФ излучения состоит в создании пар «электрон-дырка», в которых дырки реагируют с атомами кислорода в кристаллической решетке, создавая кислородные вакансии на поверхности, а электроны восстанавливают V⁵⁺ до V³⁺. Кислородные вакансии закрываются водой и такое поглощение воды поверхности ванадия делает её гидрофильной. При продолжительном пребывании в темноте вода замещается кислородом и гидрофильность утрачивается.

См. также

Примечания

1. ↑ Aryeh Ben-Na’im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York (ISBN 0-306-40222-X)
2. ↑ Goss, K. U. and R. P. Schwarzenbach (2003): «Rules of Thumb for Assessing Equilibrium Partitioning of Organic Compounds: Successes and Pitfalls.» JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 80(4): 450—455. Link to abstract
3. ↑ UV-Driven Reversible Switching of a Roselike Vanadium Oxide Film between Superhydrophobicity and Superhydrophilicity Ho Sun Lim, Donghoon Kwak, Dong Yun Lee, Seung Goo Lee, and Kilwon Cho J. Am. Chem. Soc.; 2007; 129(14) pp 4128 — 4129; (Communication) DOI:10.1021/ja0692579

Литература

Ссылки

wikiredia.ru

Гидрофобность Википедия

Капля воды на гидрофобной поверхности травы

Гидрофо́бность (от др.-греч. ὕδωρ «вода» + φόβος «боязнь, страх») — физическое свойство молекулы, «стремление» избежать контакта с водой^[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофо́бной.

Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей. Поэтому вода на гидрофобной поверхности, обладающей высоким значением угла смачивания, собирается в капли. А при добавлении в воду гидрофобных жидкостей, в зависимости от плотности, они собираются в изолированные сгустки, либо распределяются по поверхности воды, как происходит с нефтью.

Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ.

Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы, фторопласт.

Химические основы[ | ]

Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.^[2] Так, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будет минимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например, при расслоении водно-масляной эмульсии.

Сверхгидрофобность[ | ]

Капля на поверхности лотоса.

Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно несклонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на

ru-wiki.ru

ГИДРОФОБНОСТЬ – это… Что такое ГИДРОФОБНОСТЬ?



Синонимы:

• ГИДРОФИТЫ
• ГИДРОФОБНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Смотреть что такое “ГИДРОФОБНОСТЬ” в других словарях:

• гидрофобность — гидрофобность …   Орфографический словарь-справочник

• Гидрофобность — – способность материала не смачиваться водой. [Словарь архитектурно строительных терминов] Гидрофобность – способность бетона не смачиваться капельно жидкой влагой; возникает при введении в состав или при обработке поверхности… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• ГИДРОФОБНОСТЬ — (от гидро… (см. ГИДРО… (часть сложных слов)) и греч. phobos страх, боязнь), неспособность вещества (материала) смачиваться водой. К гидрофобным веществам относятся, напр., многие металлы, жиры, воски, кремнийорганические жидкости.… …   Энциклопедический словарь

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

• гидрофобность — олеофильность Способность поверхности материала воспринимать жирную печатную краску и отталкивать воду или увлажняющий раствор. Гидрофобностью обладают печатающие элементы печатной формы способа плоской печати. [http://ofyug.ru/useful/abc/306]… …   Справочник технического переводчика

• Гидрофобность — Капелька росы на гидрофобной поверхности листа …   Википедия

• гидрофобность — hidrofobiškumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos nesugebėjimas sudaryti molekulinių ryšių su vandens molekulėmis. atitikmenys: angl. hydrophobicity vok. Wasserabstoßungsfähigkeit, f rus. гидрофобность, f pranc …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• гидрофобность — hidrofobiškumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos nesugebėjimas sudaryti molekulinių ryšių su vandens molekulėmis. atitikmenys: angl. hydrophobity rus. гидрофобность …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

• гидрофобность — hidrofobiškumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. hydrophobity vok. Hydrophobie, f; Wasserabstoßungsfähigkeit, f rus. гидрофобность, f pranc. hydrophobie, f …   Fizikos terminų žodynas

• Гидрофобность — ж. отвлеч. сущ. по прил. гидрофобный Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

dic.academic.ru

Что такое гидрофобные вещества?

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, агрегатное состояние 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 нуклеиновые кислоты, 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 H₂O 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 химической структурой тех или иных веществ. Это связано с низким показателем притяжения к молекуле воды, 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 питательных веществ 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 избирательную проницаемость. 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 загрязнения природы чистящими средствами. Так что дальнейшие разработки пойдут на пользу всем.

fb.ru

ГИДРОФИЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ – это… Что такое ГИДРОФИЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ?



ГИДРОФИЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ

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 лиофобности — хар-к мол. вз-ствия в-в с разл. жидкостями. Г. и г. можно оценить по растеканию капли воды на гладкой поверхности тела, т. е. по его смачиванию. На гидрофильной поверхности капля растекается полностью, а на гидрофобной — частично, причём величина угла между поверхностями капли и тв. тела (рис. 1 в ст. (см. СМАЧИВАНИЕ)) зависит от того, насколько данное тело гидрофобно. Общей мерой гидрофильности служит энергия связи молекул воды с поверхностью тела; её можно определить по теплоте смачивания, если в-во тв. тела нерастворимо в данной жидкости. Гидрофильны все тела, интенсивность молекулярных (атомных, ионных) вз-ствий к-рых достаточно велика. Особенно резко выражена гидрофильность минералов с ионными крист. решётками (напр., карбонатов, силикатов, сульфатов, глин), а также силикатных стёкол. Гидрофобны металлы, лишённые окисных плёнок, органич. соединения с преобладанием углеводородных групп в молекуле (напр., парафины, жиры, воски, нек-рые пластмассы), графит, сера и др. в-ва со слабым межмолекулярным взаимодействием.

Понятия Г. и г. применимы не только к телам или их поверхностям, но и к единичным молекулам или отд. 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 в-в. Повышение гидрофильности наз. г и д р о ф и л и з а ц и е й, а понижение — г и д р о ф о б и з а ц и е й.

В-ва могут быть отнесены к гидрофильным или гидрофобным по их способности к гидратации — присоединению отд. молекулами в-ва молекул воды, к-рое часто приводит к образованию соединений определ. состава — гидратов. Напр., белки, углеводы, крахмал — гидрофильны, т. к. набухают и коллоидно растворяются в воде, а каучуки и др. полимеры — гидрофобны.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

.

• ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ВЗВЕШИВАНИЕ
• ГИДРОФОН

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 —         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… …   Большая советская 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

dic.academic.ru