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Ein Stoff ist hydrophob , wenn er die Eigenschaft der Hydrophobie besitzt. Das bedeutet, dass es nicht in Wasser gelöst oder mit Wasser gemischt werden kann. Öl ist das häufigste Beispiel für hydrophobe Substanzen.
hydrophobe Substanzen
Das Wort „Hydrophobie“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet Wasserphobie. Es gibt eine Krankheit mit diesem Namen, die auch Tollwut genannt wird. In der Chemie wird eine Substanz, die die Eigenschaft der Hydrophobie besitzt, als hydrophob bezeichnet, dh sie stößt Wasser ab oder vermischt oder löst sich nicht darin auf . Sie werden auch als hydrophobe Substanzen bezeichnet.
Die hydrophoben Moleküle, die diese Substanzen enthalten, sind normalerweise unpolare Moleküle. Unpolare Moleküle sind nicht elektrisch geladen , daher fehlt es ihnen an Anziehungskraft. Wasser hingegen ist ein elektrisch polarer Stoff, der einen Plus- und einen Minuspol hat. Da sie nicht in der Lage sind, mit Wasser zu interagieren, gruppieren sich unpolare Moleküle und die Wassermenge um sie herum nimmt zu. Andererseits lösen sich hydrophobe Substanzen in unpolaren Lösungsmitteln wie organischen Lösungsmitteln leicht.
Es gibt auch superhydrophobe Materialien, die praktisch nicht nass werden können. Die Oberflächen dieser Elemente sind sehr widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit und gelten als selbstreinigend.
Hydrophobie und Lotuseffekt
Hydrophobizität ist die charakteristischste Eigenschaft hydrophober Substanzen: die Eigenschaft, die verhindert, dass sie in Wasser löslich sind . Es tritt auf, wenn ein Molekül nicht mit Wasser interagieren kann. Bei Kontakt mit ihm bricht das unpolare Molekül die Wasserstoffbrückenbindungen der Wassermoleküle auf und bildet eine netzwerkförmige Struktur. Dies gibt ihm mehr Organisation als freie Wassermoleküle und ermöglicht es ihnen, zusammenzuhalten. Ein sehr einfaches Beispiel, um dieses Phänomen zu beobachten, ist, ein paar Tropfen Öl in eine Tasse zu geben. Die Öltropfen werden versuchen zusammenzuklumpen, selbst wenn wir den Behälter nicht bewegen.
Aufgrund der unzähligen Anwendungen, die superhydrophobe Elemente in Alltag und Technik haben können, ist Hydrophobizität derzeit von großem wissenschaftlichen Interesse, insbesondere im Bereich der Nanotechnologie.
Seit 1963 wird beispielsweise der „ Lotus-Effekt “, eine Selbstreinigungseigenschaft superhydrophober Materialien, untersucht . Der Name leitet sich von der Lotuspflanze ab, die diese Eigenschaft natürlicherweise aufweist. Um die Hydrophobie einer Oberfläche zu kennen, wird ihr Kontaktwinkel mit dem Wasser gemessen. Je größer der Kontaktwinkel, desto größer die Hydrophobie.
Unterschied zwischen hydrophob und lipophil
Die Begriffe hydrophob und lipophil werden manchmal synonym verwendet, als ob sie dasselbe bedeuten würden. Es handelt sich jedoch um unterschiedliche Konzepte. Wie bereits erwähnt, stoßen hydrophobe Substanzen Wasser ab oder vermischen sich nicht mit Wasser. Lipophile sind dagegen solche, die eine gewisse Affinität zu Fetten haben. In jedem Fall sind die meisten hydrophoben Substanzen, außer Fluorkohlenwasserstoffen und Silikonen, gleichzeitig lipophil. Das heißt, sie können sich auch leicht an Fette binden .
Beispiele für hydrophobe Substanzen
Es gibt verschiedene hydrophobe Substanzen oder Materialien in ihrem natürlichen Zustand und auch künstlich. Einige der häufigsten Beispiele sind:
- Hydrophobe Substanzen : Hier können wir Öle, Erdöl, Fette und Alkane sowie andere organische Verbindungen einschließen.
- Superhydrophobe Materialien: Beschichtungen, Küchenelemente mit Teflon, Stoffe und Farben. Sie werden auch zum Sammeln von Tau oder zur landwirtschaftlichen Bewässerung verwendet. Sie werden im Allgemeinen mit Schichten aus Silikonen oder Fluorkohlenwasserstoffen hergestellt. In der Natur kommen diese Materialien in einigen Insekten vor. Auch in Pflanzen wie Lotus, Kapuzinerkresse, Alchemilla, Nopal und Zuckerrohr.
Literaturverzeichnis
- Tuñon, I. Statistische Molekularchemie . 2008. Spanien. Synthese.
- Vollhardt, P. und Schore. organische Chemie . 2006 (5. Auflage). Spanien. Omega
- Fernández Cañete, A. (2003). Untersuchung der Hydrophobizität und Selbstreinigung in Materialien mit Oberflächen-Nanobehandlungen. (Abschlussprojekt, Autonome Universität Barcelona). Barcelona. Autonome Universität Barcelona.
