Differenza tra molecole idrofobiche e idrofile
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Main Difference - Hydrophobic vs Hydrophilic Molecules
L'acqua è un noto solvente per la dissoluzione della maggior parte dei composti che conosciamo. Ma tutti i composti in natura non si mescolano con l'acqua. Le sostanze che possono mescolarsi con l'acqua sono chiamate sostanze idrofile; le sostanze che non possono mescolarsi con l'acqua sono note sostanze idrofobiche. Ciò accade principalmente a causa della polarità delle molecole d'acqua. I composti non polari non possono dissolversi in un solvente polare. Qui, dovremmo considerare il fatto che "come si dissolve come". I composti polari possono dissolversi in solventi polari. I composti non polari si dissolvono in solventi non polari. Pertanto, le sostanze idrofile dovrebbero essere polari per dissolversi in acqua. La principale differenza tra molecole idrofobe e idrofile è quella le molecole idrofobe sono non polari mentre le molecole idrofile sono polari.
Aree chiave coperte
1. Cosa sono le molecole idrofobiche
- Definizione, proprietà ed esempi
2. Cosa sono le molecole idrofile
- Definizione, proprietà ed esempi
3. Qual è la differenza tra molecole idrofobiche e idrofile
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: Hydrophilic, Hydrophiles, Hydrophobic, Hydrophobes, Nonpolar, Polar, Water
Cosa sono le molecole idrofobiche
Le molecole idrofobiche sono molecole che non si sciolgono nell'acqua. Pertanto, queste molecole respingono le molecole d'acqua. Queste molecole idrofobiche sono chiamate idrofobi. L'idrofobicità descrive la quantità di molecola idrofobica.
Le molecole idrofobiche sono idrofobiche a causa della loro non polarità; in altre parole, le molecole idrofobiche sono non polari. Pertanto, le molecole idrofobe sono spesso composte da gruppi di idrocarburi a catena lunga che possono rendere una molecola non polare.
Figura 1: idrofobico
Quando le molecole idrofobiche vengono aggiunte all'acqua, queste molecole tendono a formare micelle, che sembrano grumi, in modo da avere un contatto minimo con l'acqua. Tuttavia, la molecola d'acqua si organizza intorno a questi ciuffi per formare una gabbia. Quando si forma questo grumo, i legami di idrogeno tra le molecole d'acqua vengono scomposti, facendo spazio al gruppo. Questa è una reazione endotermica poiché i legami chimici sono scomposti. Inoltre, la formazione di blocchi fa diminuire l'entropia del sistema.
Secondo le relazioni termodinamiche,
ΔG = ΔH - TΔS
Dove ΔG è l'energia libera di Gibbs
ΔH è il cambiamento nell'entalpia
T è la temperatura
ΔS è il cambiamento nell'entropia.
Quando le molecole idrofobiche vengono aggiunte all'acqua, ΔS diminuisce. Pertanto, il valore di TΔS è diminuito. Poiché è una reazione endotermica, il ΔH è un valore positivo. Pertanto, il valore di ΔG dovrebbe essere un grande valore positivo. Un valore ΔG positivo indica che la reazione non è spontanea. Quindi, la dissoluzione di molecole idrofobiche in acqua non è spontanea.
Le interazioni che avvengono tra le molecole idrofobiche sono interazioni di Van Der Waal poiché sono molecole non polari. Queste interazioni hanno un nome specifico: interazioni idrofobiche. Gli aggregati presenti nell'acqua tendono a interagire e si mescolano tra loro per ridurre ulteriormente il contatto con l'acqua. Il cambiamento nell'entalpia per questa reazione è un valore positivo poiché i legami idrogeno tra le molecole d'acqua che circondano i gruppi sono scomposti. L'entropia del sistema è aumentata poiché le gabbie in cui si trovavano gli aggregati sono state scomposte per liberare gli idrofobi. Quando viene considerato il processo generale, il valore ΔG ottiene un valore negativo. Pertanto, la formazione dei legami idrofobici è spontanea.
Cosa sono le molecole idrofile
Le molecole idrofile sono molecole che possono dissolversi in acqua. Cioè, le molecole idrofile attirano molecole d'acqua. Il carattere idrofilo di una molecola può essere descritto come la sua idrofilia. Le molecole idrofile sono molecole polari. Le molecole d'acqua sono molecole polari, che consente alle molecole polari di dissolversi in acqua. Queste molecole idrofile sono chiamate hydrophiles.
Figura 1: Formazione di micelle. Qui, la parte idrofila è diretta verso l'esterno perché la parte idrofila attira l'acqua.
Le molecole idrofile possono formare legami chimici con molecole d'acqua. Se queste molecole idrofile sono composte da legami O-H, N-H, possono formare legami idrogeno con molecole d'acqua e quindi mescolare con acqua. Secondo le relazioni termodinamiche,
ΔG = ΔH - TΔS
L'entropia del sistema è aumentata a causa della miscelazione di molecole idrofiliche con l'acqua e quindi il cambiamento nell'entropia ΔS è un valore positivo. Poiché si formano nuovi legami tra idrofili e molecole d'acqua, questa miscelazione è esotermica. Quindi il cambiamento nell'entalpia è un valore negativo. Quindi, l'energia libera di Gibbs è un valore negativo che indica che la miscelazione è spontanea.
L'idrofilia degli idrofili decide quanto bene queste molecole saranno dissolte in acqua. La polarità delle molecole deriva dalle differenze tra i valori di elettronegatività degli atomi nei legami chimici. Maggiore è la differenza, maggiore è la polarità; quindi, maggiore è l'idrofilia.
Differenza tra molecole idrofobiche e idrofile
Definizione
idrofobo molecole: Le molecole idrofobiche sono molecole che non si sciolgono nell'acqua.
Molecole idrofile: Le molecole idrofile sono molecole che possono dissolversi in acqua.
Altri nomi
idrofobo molecole: Le molecole idrofobiche sono chiamate idrofobiche.
Molecole idrofile: Le molecole idrofile sono chiamate idrofile.
Interazione con l'acqua
idrofobo molecole: Le molecole idrofobiche respingono le molecole d'acqua.
Molecole idrofile: Le molecole idrofile attirano molecole d'acqua.
Polarità
idrofobo molecole: Le molecole idrofobiche sono non polari.
Molecole idrofile: Le molecole idrofile sono polari.
Energia libera di Gibbs
idrofobo molecole: Quando le molecole idrofobiche vengono aggiunte all'acqua, l'energia libera di Gibbs ottiene un valore positivo.
Molecole idrofile: Quando le molecole idrofile vengono aggiunte all'acqua, l'energia libera di Gibbs ottiene un valore negativo.
Modifica in Entropy
idrofobo molecole: Quando le molecole idrofobiche vengono aggiunte all'acqua, l'entropia viene ridotta.
Molecole idrofile: Quando le molecole idrofile vengono aggiunte all'acqua, l'entropia aumenta.
Tipo di reazione
idrofobo molecole: La dissoluzione delle molecole idrofobe in acqua è una reazione endotermica.
Molecole idrofile: La dissoluzione delle molecole idrofile in acqua è una reazione esotermica.
Conclusione
Le molecole possono essere classificate come molecole idrofobe o molecole idrofile secondo la risposta che queste molecole mostrano alle molecole d'acqua. Le molecole idrofobiche respingono le molecole d'acqua. Le molecole idrofile attirano molecole d'acqua. Tuttavia, la differenza chiave tra le molecole idrofobe e idrofile è che le molecole idrofobe sono non polari mentre le molecole idrofile sono polari.
Riferimenti:
1. "Idrofilo: definizione e interazione." Study.com, disponibile qui. Accesso 20 settembre 2017.
2. "Interazioni idrofobiche". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 14 maggio 2017, disponibile qui. Accesso 20 settembre 2017.
Cortesia dell'immagine:
1. "Dew 2" di Michael Apel - foto scattata da Michael Apel (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia
2. "Micelle scheme-it" di SuperManu - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
