Углеводородные хвосты

Способность стеариновой кислоты образовывать поверхностные пленки можно объяснить следующим образом. Хотя карбоксильная группа, будучи полярной, имеет сильное сродство к воде, соответствующее сродство углеводородной цепочки очень мало в результате стеариновая кислота в воде не растворяется. Поэтому карбоксильные головы растворяются в поверхностном слое воды, а углеводородные хвосты торчат над ее поверхностью. Правильность такого представления подтверждается расчетами площади поперечного сечения молекулы стеариновой кислоты и ее длины, проведенными при допущении, что пленка является монослоем. [c.249]

На поверхности воздух — вода фосфолипидные молекулы образуют мономолекулярную пленку, обращенную головками к воде и хвостами в воздух. При увеличении концентрации липидов часть молекул уходит в глубь воды, где при достижении определенной критической концентрации мицеллообразования образуются различные жидкокристаллические структуры — кубическая, гексагональная или ламеллярная [423]. Общий принцип построения этих структур заключается в том, что полярные головки стремятся контактировать с водой, а углеводородные хвосты— друг с другом. Реализация той или иной мезофазы зависит от концентрации липида в системе, температуре, pH и ионной силы раствора. [c.148]

В состав клеточных мембран входят в основном белки и липиды, среди- которых преобладают фосфолипиды, составляющие 40—90 % от общего количества липидов в мембране. Строение биомембраны интенсивно изучается в настоящее время. В одной из моделей клеточная мембрана рассматривается как липидный бислой. В таком бислое углеводородные хвосты липидов за счет гидрофобных взаимодействий удерживаются друг возле друга в вытянутом состоянии во внутренней полости, образуя двойной углеводородный слой. Полярные группы липидов располагаются на внешней поверхности бислоя (рис. 14.2). [c.466]

Полярные молекулы растворяющегося вещества ориентируются в мономолекулярной пленке таким образом, что полярные концы молекул направлены внутрь, а углеводородные хвосты — в воздух. На рис. 4.4 в качестве примера показана ориентация молекул нитробензола на поверхности воды. Небольшие по размеру нейтральные молекулы стремятся расположиться в плоскости поверхности. [c.190]

Образование глобул типично не только для структур, построенных из молекул с гидрофильными и гидрофобными участками. Фосфолипиды и родственные им соединения самопроизвольно образуют монослой на поверхности водной среды и двойной слой в водной среде (подобно вытянутой мицелле). Полярные концы фосфолипидов сольватируются водой, в то время как углеводородные хвосты остатков жирных кислот и т. д. создают электрически изолирующий слой, не пропускающий заряженные частицы, такие, как Ыа+ или К+. [c.339]

Общеизвестно, что эмульгаторы поверхностно-активны. Но для того чтобы эмульгатор проявлял поверхностную активность к данной межфазной границе, т. е. адсорбировался на ней, его сродство к обеим фазам должно иметь один и тот же порядок. Если это условие не выполнено, то эмульгатор перейдет в ту фазу, к которой он обладает большим сродством. Типичный пример хорошо сбалансированных в этом отношении поверхностно-активных ве-шеств — некоторые мыла, молекулы которых состоят из углеводородного хвоста с сильным сродством к М и ионизированной головы со значительным сродством к В. При очень коротком хвосте (низкомолекулярные мыла) преобладает сродство к В, и молекула эмульгатора всасывается в фазу В такой эмульгатор считается слабо сбалансированным . При очень длинном хвоста> преобладает сродство к М — эмульгатор опять плохо сбалансирован . Следует ожидать, что при определенном среднем соотношении размеров головы и хвоста их свойства будут оптимально сбалансированы , что даст наибольший стабилизирующий эффект. Действительно, наилучшими эмульгаторами оказываются соли средних жирных кислот, такие, как олеат и стеарат. [c.245]

Таким образом, агрегация дифильных молекул в водной среде обусловлена сложным сочетанием нескольких факторов, для которых предложен общий термин гидрофобное взаимодействие . Для количественной оценки гидрофобного взаимодействия используется изменение энергии Гиббса в процессе перехода углеводородного хвоста молекулы из водной среды в мицеллу. Стандартное значение энергии Гиббса для перехода групп СНз из водной фазы в углеводородную равно —8,8 кДж/моль, а для групп СНа — около —2,9 кДж/моль. Если углеводородный хвост, представляющий собой алифатический неразветвленный радикал, содержит пс атомов углерода, то стандартное значение энергии Гиббса, используемое для оценки притяжения дифильных молекул, определяется по формуле [c.174]

В водной среде углеводородные хвосты стремятся к объединению и в результате димеризация может происходить лишь за счет од- [c.269]

Повышение температуры приводит к уменьшению ККМ неионогенного ПАВ за счет дегидратации оксиэти-леновых цепочек (мы помним, что неионогенные ПАВ всегда образованы полиоксиэтиленовыми цепочками и углеводородными хвостами ). [c.172]

Подвижность мембранных липидов и фазовые переходы в них определяются их конформационными свойствами. Плавление липидов происходит путем поворотной изомеризации углеводородных цепей—это конформационное плавление. Насыщенные углеводороды, парафины, кристаллизуются в форме сплошных транс-ротамеров (ср. с. 65). При плавлении наряду с транс- появляются свернутые, или гош-, ротамеры. В жидких парафинах их. доля составляет около 10 /о- Это относится и к углеводородным <>хвостам в липидах. [c.338]

Известно, что адсорбция поверхностно-активных веществ (ПАВ) на межфазной поверхности приводит к образованию на поверхности ориентированного монослоя, снижающего поверхностное натяжение. Типичные водные растворы ПАВ содержат органические молекулы с длинными углеводородными хвостами и полярными головками [13]. Углеводороды практически нерастворимы в воде, а вода является высокополярной жидкостью. На рис. 17.3 показано, как молекулы идеального ПАВ адсорбируются на поверхности воды. Полярные головки молекул проникают в воду, а углеводородные хвосты остаются в газовой фазе. Для образования монослоя требуется относительно немного молекул. [c.433]

Так, термин мицелла впервые был введен Мак-Бэиом в 1913 г, для обозначения агрегатов дифильных электролитов в водных растворах. Как известно, фундаментальной характеристикой мицеллообразующих веществ является дифильность их молекул, т, е, наличие в молекуле полярной и неполярной частей. В основе современных представлений о структуре мицеллы лежит модель Дж. Хартли, согласно которой мицеллы имеют жидкоподобное ядро, образованное из полярных головок или углеводородных хвостов (в зависимости от типа мицеллярного раствора). Граничный слой образован соответственно углеводородными частями или полярными группами тех же самых молекул, что формируют ядро мицеллы. Процесс мицеллообразования носит кооперативный характер и начинается по достижении критической концентрации мицеллообразования. Сегодня же понятие мицелла используют не только в его первоначальном смысле, но и более широко для обозначения упорядоченных областей в полимерах, органических коллоидных частиц, обнаруженных в угле, глинах и т. д. Такая трансформация термина мицелла не оправдана. Именно поэтому на Международном симпозиуме по мицеллообразоваиию, солюбилизации и микроэмульсиям было предложено применять его в первоначальном смыс.ш Г1191. [c.71]

Появление изгибов в гидрофобных углеводородных хвостах фосфолипидов зависит от [c.581]

Оба этих ПАВ показывают распространенные особенности бислойной упаковки, найденные и описанные в работах для монокристаллических структур ПАВ. В случае моногидрата Д С углеводородные хвосты организовываются по типу хвост к хвосту в отличие от структуры ДАБ, где углеводородные хвосты укладываются в виде гребенчатой структуры . Упаковки типа голова к голове и хвост к хвосту определяют неполярные или гидрофобные з астки, области, занятые углеводородными хвостами, а концевые полярные группы определяют полярные или гидрофильные участки. Полярные области дают возможность включения молекулы воды (гидратационной), которая обнаруживается во множестве различных полиморфных ПАВ. Степень гидратации концевых полярных групп (голов) говорит о возможности варьирования эффективного размера концевой полярной группы и площади ее проекции на плоскости, параллельной к бислою. Эффективный размер концевой группы должен соотноситься с дополнительной степенью наклона цепей. Маленький объем концевой полярной группы говорит о необходимости незначительного наклона цепей. При увеличении эффективного размера и взаимного отталкивания концевых групп цепи должны иметь больший наклон для более плотного заполнения пространства гидрофобного участка. [c.143]

Для ПАВ с одинарным линейным выпрямленным углеводородным хвостом эмпирическая константа = 5,5. Для анионных ПАВ с двухзарядным противоионом, в случае, когда ПАВ содержит два аниона, И. В табл. 5.6 представлены результаты, полученные для различных классов ПАВ схожие данные для множества других классов приведены в работе [41]. [c.157]

Агрегация ПАВ возникает и в неполярных органических растворителях. В данном случае образуются обратные мицеллы с углеводородными хвостами, ориентированными в объем растворителя, и гидрофобными головами, ориентированными внутрь. Такие обратные мицеллы также используют для солюбилизации полярных веществ в неполярных растворителях. [c.209]

Основываясь на термодинамической модели гидрофобного связывания в воде и водных растворах углеводородов и длинноцепочечных дифильных соединений [15], влияние углеводородов на ККМ можно качественно объяснить следующим образом вокруг растворенных молекул углеводородов или углеводородных хвостов дифильных [c.244]

Асимметричность мембран. По химическому составу наружная поверхность мембран отличается от внутренней. Например, в мембране эритроцитов фосфатидилхолин и сфингомиелин находятся во внешней половине бислоя, а фосфатидилсерин и фосфатидилэтаноламин - во внутренней. В свою очередь, асимметрия полярных головок приводит также к асимметрии распределения углеводородных хвостов, так как хвосты жирных кислот [c.35]

Имеется множество прямых и косвенных (разд. П-З) свидетельств того, что в пленке полярные концы молекул направлены к воде, а углеводородные хвосты — к воздуху. В то же время экспериментальные данные, полученные при исследовании гиббсовских монослоев (разд. П-7), говорят о том, что небольшие молекулы стремятся расположиться на поверхности плоско. Ниже будет показано, что ориентация [c.87]

Одно из первых уравнений состояния для пленок принадлежит Лэнгмюру [25]. Он заметил, что пленки масла, растекшегося на монослоях жирных кислот, дают очень похожие я—0-кривые, и пришел к выводу, что в 1-состоянии пленка является связанной благодаря силам притяжения между углеводородными хвостами. При этом полярные группы взаимодействуют друг с другом слабо и ведут себя подобно молекулам газа. Таким образом, для полярных групп [c.116]

Обычно вода смачивает металлическую поверхность. Например, капля воды, помещенная на алюминиевую пластинку, образует краевой угол около 60°. Но если ту же пластинку предварительно погрузить на несколько минут в раствор стеариновой кислоты в бензоле, то краевой угол капли воды на ней превысит 90°. То, что алюминий перестал смачиваться водой, объясняется следующими причинами. Стеариновая кислота — типичное поверхностно-активное вещество она состоит из полярной карбоксильной группы СООН и неполярного углеводородного радикала Сх Нзд. По общему правилу уравнивания полярностей полярное стремится к полярному, а неполярное—к неполярному. Поверхность металла, покрытого оксидной пленкой, обладает ярко выраженной полярностью, поэтому молекулы стеариновой кислоты своими полярными группами прочно присоединяются к поверхности металла. При этом они ориентируются так, что их yглeвo opoдныe радикалы ( хвосты ), имеющие очень малое сродство к воде, направлены вверх, перпендикулярно поверхности металла. Вода ведет себя по отношению к обработанной стеариновой кислотой поверхности алюминия так же, как по отношению к поверхности чистого парафина, ведь наружу торчат только углеводородные хвосты. [c.225]

Поверхностно-активные свойства веществ обусловлены ди-фильиостью (или амфифильностью) их молекул. Так, молекулы мыл и СМС имеют гидрофобный углеводородный хвост и гидро-филы1ую головку (диссоциирующую солевую, например карбонатную или сульфитную фуппировку, цвиттер-ионную фуппировку и т.п.). При этом за счет гидрофобно-гидрофильных взаимодействий в системах с водными растворами такие молекулы выстраиваются на поверхности раздела водный раствор/гидрофобная твердая или не смешивающаяся с водой жидкая фаза , ориентируя гидрофильные головки в сторону воды, а гидрофобный хвост — в сторону гидрофобной фазы (рис. 14.3). [c.267]

Для приблизительной оценки энергии отталкивания полярных групп используются данные, получаемые при изучении монослоев на поверхности раздела фаз вода — углеводород. Если принять, что энергия взаимодействия погруженных в углеводородную среду углеводородных хвостов молекул в монослое и молекул среды сов-пядает с энергией взаимодействия углеводородных хвостов друг [c.174]

Экспериментальные данные показывают, что с изменением длины углеводородного хвоста в пределах одного и того же гомологического ряда стандартная энергия отталкивания ДОот че изменяется. В случае неионных веществ с увеличением полярной части молекулы возрастает энергия отталкивания. [c.175]

Важность взаимодействий такого типа заключается в том, что они играют роль структурообразующих факторов. Характерным примером может служить поведение органических кислот в различных растворителях. Как известно, кислоты эти заметно димеризованы за счет водородных связей. По данным Гудмэна , значения стандартной энергии Гиббса для димеризации уксусной, пропио-новой и масляной кислот в бензоле практически одинаковы независимо от длины углеродной цепи. Аналогичные результаты получили и Веноград и Спарр для растворов в тетрахлорметане. В то же время, величины АС° для водных растворов этих же кислот сильно зависят от длины цепи. Это значит, что в неполярных растворителях углеводородные хвосты не проявляют тенденции к сближению (т. е. гидрофобные силы отсутствуют или слабы) и молекулы кислот димеризуются за счет возникновения двух водородных связей [c.269]

Особенности строения мицелл ПАВ обусловливают специфическое растворение в воде различных органических соединений, обычно нерастворимых в воде без добавок ПАВ. Этот процесс называется солюбилиза цией. Механизм солюбилизации различен для разного типа растворяемых соединений. Он обычно осуществляется по одному из трех способов (рис. 155). Солюбилизация неполярных соединений, например бензола, гексана, объясняется их внедрением в углеводородную часть мицеллы. Соединения, содержащие полярную группу, при солюбилизации располагаются в мицелле так, чтобы их углеводородный хвост находился внутри мицеллы, а полярная группа была обращена наружу. Для со-единений, содержащих несколько поляр- / [c.376]

Гортер и Грендел в 1926 г. рассчитали, что содержание липидов в-мембранах теней эритроцитов достаточно для образования вокруг клетки липидного слоя толщиной 3,0—4,0 нм . Результаты этих расчетов в совокупности с данными о том, что липиды способны агрегировать в водных растворах с образованием мицелл , в которых углеводородные хвосты липидных молекул собраны вместе, а полярные головы как бы выходят в окружающий раствор, позволили Дж. Да-ниэлли в 1930 г. предложить ставшую впоследствии широкоизвестной модель мембран в виде липидного бислоя [12а] Основные черты этой модели представлены на рис. 5-1. За счет гидрофобных взаимодействий углеводородные цепочки липидных молекул удерж иваются друг возле друга в вытянутом состоянии, тогда как полярные группы фосфолипид-ных молекул взаимодействуют с белковыми молекулами, расположенными по обе стороны от липидного бислоя. [c.338]

Мы видим, что эти соединения содержат длинные хвосты из неполярных углеводородных остатков и сильно полярные головы с группами —О—СО—. Функциональные липиды клеточных мембран представляют собой более сложные соединения, в состав которых могут входить и углеводные, и аминные, и алкилам ин-ные группы. Ряд важных соединений относится к фосфолипидам. На рис. 2.14 изображена схема строения фосфолипида сфипго-миелина. Мембранные липиды и фосфолипиды, как правило, построены из сильно полярной головы и двух длинных неполярных углеводородных хвостов . Для их функции существенно присутствие в хвостах ненасыщенных двойных С=С-свяаей. Такие связи отсутствуют в животных жирах, но наличествуют в растительных. Функционирование липидов в мембранах описано в гл. 10. [c.48]

В большинстве случаев мембраны весьма гетерогенны. Фосфолипиды и липиды представлены в них целыми семе11ствамтт. Так, в мембранах эритроцитов человека содержится пе менее 20 видов лецитина. Липиды построены из полярной головы и двух длинных неполярных углеводородных хвостов , обладающих гидрофобными свойствами. [c.334]

Устройство мембраны, показанное на рис. 10.2, таково, что белки как бы плавают в липидном море . Их молекулы погружены с двух сторон мембраны на разную глубину в двойной слой подвижных углеводородных хвостов липидов. Имеются белки, проходящие через всю мембрану. Значительная часть поверхности мембраны свободна от белков так, белки занимают 70 7о поверхности мембраны эритроцита и 80 7о поверхности мембраны мпкросомы. Транспорт малых ионов и молекул происходит по каналам в мембранах. В устройстве и функционировании каналов особенно существенна роль белков. Природа каналов— важная проблема физики мембран (см. 11.4). [c.338]

Полярные головки молекул окружены двойными слоями и находятся в воде, в то время как углеводородные хвосты собраны вместе в области, в которой отсутствует вода. Мицеллы образуются при превыщении концентрации ПАВ критического значения называемого концентрацией мицеллообразова- [c.433]

Асимметричность мембран. По химическому составу наружная поверхность мембран отличается от внутренней. Например, в мембране эритроцитов фосфатидилхолин и сфингомиелин находятся во внешней половине бислоя, а фосфатидилсерин и фосфатидилэтаноламин — во внутренней. В свою очередь, асимметрия полярных головок приводит также к асимметрии распределения углеводородных хвостов, так как хвосты жирных кислот фосфатидилхолина и сфингомиелина более насыщенные чем фосфатидилэтаноламина и фосфатидилсерина. Следовательно, текучесть внутреннего монослоя будет несколько больше, чем наружного. [c.306]

Диспергированная в нефти вода в виде мелких капель удерживается в нефти присутствующими в ней асфальтенами и смолами. Причем полярные группы этих веществ направлены в сторону воды а углеводородные хвосты находятся в нефгяной среде. Для удаления виды т нефти необходимо рафушить пленку поверхностно-активных веществ (ПАВ), находяшихся на границе раздела двух фаз воды и нефги. [c.20]

Для жирных кислот предельное значение о равно 20,5 A т. е. больше соответствующего значения 18,5 А , рассчитанного из структуры трехмерного кристалла. Одно время предполагалось, что цепи одинаково отклонены от вертикали на 26°. При таком угле наклона не исключена также возможность взаимного пересечения з у загообразных углеводородных цепей. Однако, как отмечалось в ра(ботах [93, 94], площадь 20,5 А на молекулу можно получить и без предположения о наклоне цепей, а лишь исходя из предпочтительной упаковки карбоксильных групп на поверхности. Расчет энергии электростатического взаимодействия плотноупакованных диполей показывает, что она может быть положительной или отрицательной — в зависимости от геометрии решетки [95]. Однако общий вывод сводится к тому, что вклад электростатического взаимодействия всегда мал по сравнению с вкладом сил притяжения между углеводородными хвостами. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология