Forskjellen mellom hydrofobe og hydrofile molekyler
Share
Hovedforskjell - Hydrofob vs Hydrofile Molekyler
Vann er et velkjent løsningsmiddel for oppløsning av de fleste av forbindelsene vi kjenner. Men alle forbindelser i naturen blandes ikke med vann. Stoffene som kan blandes med vann kalles hydrofile stoffer; stoffene som ikke kan blandes med vann, er hydrofobe stoffer. Dette skjer hovedsakelig på grunn av polymere vannmolekyler. Ikke-polare forbindelser kan ikke oppløses i et polart løsningsmiddel. Her bør vi vurdere faktum "som oppløses som". Polare forbindelser kan oppløses i polare løsningsmidler. Ikke-polare forbindelser oppløses i ikke-polare løsningsmidler. Derfor bør hydrofile stoffer være polare for å oppløse i vann. Hovedforskjellen mellom hydrofobe og hydrofile molekyler er det hydrofobe molekyler er ikke-polare mens hydrofile molekyler er polare.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er hydrofobe molekyler
- Definisjon, Egenskaper og Eksempler
2. Hva er hydrofile molekyler
- Definisjon, Egenskaper og Eksempler
3. Hva er forskjellen mellom hydrofobe og hydrofile molekyler
- Sammenligning av nøkkelforskjeller
Nøkkelbetingelser: Hydrofile, hydrofiler, hydrofobe, hydrofobe, ikke-polare, polar, vann
Hva er hydrofobe molekyler
Hydrofobe molekyler er molekyler som ikke oppløses i vann. Derfor avviser disse molekylene vannmolekyler. Disse hydrofobe molekylene kalles hydrofobe. Hydrofobiciteten beskriver hvor mye hydrofob et molekyl er.
Hydrofobe molekyler er hydrofobe på grunn av deres ikke-polaritet; med andre ord er hydrofobe molekyler ikke-polare. Derfor er hydrofobe molekyler ofte sammensatt av langkjedede hydrokarbongrupper som kan gjøre en molekyl ikkepolær.
Figur 1: Hydrofob
Når hydrofobe molekyler blir tilsatt til vann, har disse molekylene en tendens til å danne miceller som ser ut som klumper for å få minimal kontakt med vann. Imidlertid arrangerer vannmolekyl rundt disse klumpene for å danne et bur. Når denne klumpen dannes, brytes hydrogenbindingene mellom vannmolekyler, noe som gjør plass til klumpen. Dette er en endoterm reaksjon siden kjemiske bindinger brytes ned. Videre fører dannelsen av klumper til at entropien av systemet reduseres.
Ifølge termodynamiske relasjoner,
ΔG = ΔH - TΔS
Hvor ΔG er Gibbs frie energi
ΔH er endringen i entalpy
T er temperaturen
ΔS er endringen i entropi.
Når hydrofobe molekyler blir tilsatt til vann, reduseres ΔS. Derfor er verdien av TΔS redusert. Siden det er en endoterm reaksjon, er ΔH en positiv verdi. Derfor bør verdien av ΔG være en stor positiv verdi. En positiv ΔG-verdi indikerer at reaksjonen ikke er spontan. Derfor er oppløsningen av hydrofobe molekyler i vann ikke-spontan.
Interaksjoner som forekommer mellom hydrofobe molekyler er Van Der Waal-interaksjoner siden de er ikke-polare molekyler. Disse interaksjonene er gitt et bestemt navn: hydrofobiske interaksjoner. Klumpene som er tilstede i vann har en tendens til å interagere og blande seg med hverandre for å ytterligere minimere kontakten med vann. Forandringen i entalpy for denne reaksjonen er en positiv verdi siden hydrogenbindingene mellom vannmolekyler som omgir klumpene, brytes ned. Systemets entropi øker siden de burene som klumpene var inne, er brutt ned for å frigjøre hydrofober. Når den overordnede prosessen vurderes, blir ΔG-verdien en negativ verdi. Derfor er dannelsen av de hydrofobe bindingene spontan.
Hva er hydrofile molekyler
Hydrofile molekyler er molekyler som kan oppløses i vann. Det vil si at de hydrofile molekylene tiltrekker vannmolekyler. Den hydrofile karakter av et molekyl kan beskrives som dets hydrofilitet. Hydrofile molekyler er polære molekyler. Vannmolekyler er polare molekyler, som gjør det mulig for polare molekyler å bli oppløst i vann. Disse hydrofile molekylene kalles hydro-file.
Figur 1: Formasjon av miceller. Her er den hydrofile delen rettet utvendig fordi hydrofile delen tiltrekker vann.
Hydrofile molekyler kan danne kjemiske bindinger med vannmolekyler. Hvis disse hydrofile molekylene er sammensatt av O-H, N-H-lignende bindinger, kan de danne hydrogenbindinger med vannmolekyler og blandes deretter med vann. Ifølge termodynamiske relasjoner,
ΔG = ΔH - TΔS
Entropien til systemet økes på grunn av blanding av hydrofile molekyler med vann og deretter er endringen i entropi AS en positiv verdi. Siden nye bindinger dannes mellom hydrofiler og vannmolekyler, er denne blandingen eksoterm. Deretter er endringen i entalpy en negativ verdi. Derfor er Gibbs frie energi en negativ verdi som indikerer at blandingen er spontan.
Hydrophiliciteten av hydrofiler bestemmer hvor godt disse molekylene skal oppløses i vann. Polariteten av molekyler oppstår på grunn av forskjellene mellom elektronegativitetsverdier av atomene i kjemiske bindinger. Høyre forskjellen, høyere polariteten; da, høyere hydrofilitet.
Forskjellen mellom hydrofobe og hydrofile molekyler
Definisjon
hydrofobe molekyler: Hydrofobe molekyler er molekyler som ikke oppløses i vann.
Hydrofile molekyler: Hydrofile molekyler er molekyler som kan oppløses i vann.
Andre navn
hydrofobe molekyler: Hydrofobe molekyler kalles hydrofobe.
Hydrofile molekyler: Hydrofile molekyler kalles hydrofiler.
Samspill med vann
hydrofobe molekyler: Hydrofobe molekyler avviser vannmolekyler.
Hydrofile molekyler: Hydrofile molekyler tiltrekker vannmolekyler.
polaritet
hydrofobe molekyler: Hydrofobe molekyler er ikke-polare.
Hydrofile molekyler: Hydrofile molekyler er polare.
Gibbs Free Energy
hydrofobe molekyler: Når hydrofobe molekyler blir tilsatt til vann, får Gibbs fri energi en positiv verdi.
Hydrofile molekyler: Når hydrofile molekyler blir tilsatt til vann, får Gibbs fri energi en negativ verdi.
Endring i Entropi
hydrofobe molekyler: Når hydrofobe molekyler blir tilsatt til vann, blir entropien redusert.
Hydrofile molekyler: Når hydrofile molekyler blir tilsatt til vann, øker entropien.
Type reaksjon
hydrofobe molekyler: Oppløsning av hydrofobe molekyler i vann er en endoterm reaksjon.
Hydrofile molekyler: Oppløsning av hydrofile molekyler i vann er en eksoterm reaksjon.
Konklusjon
Molekyler kan kategoriseres som hydrofobe molekyler eller hydrofile molekyler i henhold til responsen disse molekylene viser til vannmolekyler. Hydrofobe molekyler avviser vannmolekyler. Hydrofile molekyler tiltrekker vannmolekyler. Hovedforskjellen mellom hydrofobe og hydrofile molekyler er imidlertid at hydrofob molekyler er ikke-polare, mens hydrofile molekyler er polare.
referanser:
1. "Hydrofil: Definisjon og interaksjon." Study.com, tilgjengelig her. Tilgang 20 september 2017.
2. "Hydrofobe interaksjoner." Kjemi LibreTexts, Libretexts, 14. mai 2017, Tilgjengelig her. Tilgang 20 september 2017.
Bilde Courtesy:
1. "Dew 2" Av Michael Apel - bildet tatt av Michael Apel (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia
2. "Micelle scheme-en" Av SuperManu - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
