Гидрофобные молекулы

Адсорбционные методы очистки применяют для удаления истинно растворимых органических соединений из сточных вод. Широкое применение нашел адсорбционный метод очистки с использованием обычных активных углей и некоторых других сорбентов, в частности активных углей, получаемых из отходов производства феноло-формальдегидной смолы, торфа, а также синтетических высокопористых полимерных адсорбентов. Активные угли высокопористые адсорбенты с удельной поверхностью от 800 до 1500 м2/г. Адсорбционное поглощение растворимых органических загрязнений активным углем происходит в результате дисперсионных взаимодействий между молекулами органических веществ и адсорбентом. Активный уголь гидрофобный адсорбент, т. е. обладает сродством к гидрофобным молекулам органических веществ. Чем выше энергия гидратации адсорбата, тем хуже он извлекается из воды адсорбентом. Сказанное, в частности, подтверждается тем, что активные угли хорошо сорбируют такие гидрофобные соединения, как алифатические и ароматические углеводороды, их галоген- и нитрозамещенные соединения и другие и значительно хуже гидрофильные соединения, например низшие спирты, гликоли, глицерин, ацетон, низшие карбоновые кислоты и некоторые другие вещества. [c.95]

Термин гидрофобная связь следует считать не совсем удачным, как справедливо отметил Гильдебранд [39], поскольку при ассоциации гидрофобны молекул в воде речь идет не об образовании каких-то определенных связей, а о неспецифических взаимодействиях, определяемых изменениями структуры воды, как растворителя. [c.26]

ЭОП направлен в сторону катода. Если вклад электрофоретической подвижности мицелл меньше вклада электроосмотической подвижности, то мицеллы движутся в сторону катода, т.е. в сторону детектора. Полярные молекулы, которые задерживаются только в водной фазе, движутся со скоростью электроосмотического потока и, спустя "мертвое" время, достигают детектора. Сильно гидрофобные молекулы пробы задерживаются прежде всего внутри мицелл и движутся со скоростью мицеллы. Следовательно, задержанные молекулы пробы появляются в детекторе в отрезок времени между 1о и 1мс. Получаемое разделение нейтральных веществ основано на их различном распределении между буферным раствором и внутренней частью мицелл. Вследствие того, что молекулы пробы взаимодействуют с псевдостационарной фазой, точность метода МЭКХ соответствует точности обычного хроматографического метода. [c.80]

Величина растворимости иода в водном растворе невелика 1,33 10" моль/л. Термодинамические характеристики растворения твердого иода в водном растворе при 298 К по данным [2] составляют АС = 16,44 кДж/моль Д// = 21,8 кДж/моль - 135,1 Дж/К моль. По-видимому, низкая величина растворимости йода в этом растворе, с термодинамической точки зрения, связана с неблагоприятными изменениями энтропии при гидратации, что может быть вызвано образованием водной поверхности с хорошо выраженной структурой вокруг гидрофобной молекулы иода. Растворимость иода (г/1000 г Н2О), как функция температуры (от О до 112 °С) [3] [c.11]

Совокупность экспериментальных данных о термодинамических свойствах растворов органических соединений свидетельствуют о том, что изменения свойств воды вокруг органических молекул и их отдельных атомных групп затрагивают одну или, как максимум, две координационные сферы. Это заключение справедливо как для заряженных, так и для полярных и гидрофобных молекул и атомных групп. Свойства воды в пределах этого объема (гидратной оболочки) существенным образом зависят от типа атомной группы. Наиболее сильные изменения свойств воды наблюдаются в гидратных оболочках заряженных атомных групп. При этом происходит полная потеря присущих объемной воде аномальных свойств, таких, как немонотонные и нелинейные температурные зависимости плотности и сжимаемости, наличие большого структурного вклада в сжимаемость и др. В гидратной оболочке сближенных полярных атомных групп свойства воды также приближаются к свойствам нормальных жидкостей, однако в отличие от заряженных атомных групп эффект нормализации выражен гораздо слабее. Наименьшее воздействие на воду оказывают одиночные полярные группы, свойства воды в гидратной оболочке этих групп близки к свойствам чистой воды. Характеристики гидратных оболочек гидрофобных атомных групп значительно отличаются [c.62]

Силы межмолекулярного взаимодействия влияют на образование сольватной оболочки вокруг молекул и надмолекулярных структур. Как известно из принципа симметрии, подобное всегда лучше взаимодействует с подобным. Поэтому гидрофильные поверхности микрочастиц или мицелл, макромолекул, взаимодействуют довольно значительно только с полярными молекулами. Гидрофобные молекулы или сложные час- [c.64]

Пластеины вырабатывались также из других источников белка, включая клейковину пшеницы [43], зеин [82] и люцерну [83, 98]. Были испытаны также разные ферменты, в том числе микробиального происхождения [44], и были предложены технологические процессы, основанные на действии иммобилизованных ферментов [98, 114]. Для осуществления гидролиза соевых белков разработаны другой процесс и реакция пластеина в один этап [134]. Согласно этой технологии первостепенную роль как нуклеофильный агент, который связывается преимущественно концами пептидов, играет эфир аминокислоты, например этиловый эфир метионина. Более подробно это изложено ниже (см. 3.3). Этот процесс позволяет не только обогащать белки, в которых недостает некоторых аминокислот, но и включать другие гидрофильные аминокислоты, такие, как глутаминовая кислота, в гидрофобные молекулы и тем самым делать их водорастворимыми 131, 132]. Развивая эту идею, Фуйимаки с соавторами [46] запатентовали способ технологии (патент США № 4145455), который дает возможность [c.612]

Обратный же процесс, т. е. перенос гидрофобных молекул (или углеводородных радикалов ПАВ) из воды в неполярную среду, сопряжен с разрушением (плавлением) структурированных оболочек вокруг углеводородных цепей и сопровождается увеличением энтальпии (поглощением тепла) и ростом энтропии. Поэтому по достижении предельной растворимости ПАв в молекулярной форме становится термодинамически выгодным мицеллообразование, приводящее, как уже отмечалось, к значительному росту энтропии, перекрывающему вклад энтальпийного фактора. [c.52]

В целом процесс солюбилизации, как и мицеллообразование, являет собой пример гидрофобных взаимодействий, связан со структурными изменениями растворителя при переходе гидрофобных молекул из водной фазы в мицеллы и носит преимущественно энтропийный характер. [c.79]

Известно, что на поверхности раздела между жидкостью и газом или несмешивающимися жидкостями происходит адсорбция благодаря тому, что ПАВ состоит из водо- и нефтерастворимой групп. Так как гидрофильная группа характеризуется большей растворимостью в воде, чем гидрофобная, молекулы ПАВ ориентируются на поверхности воздух — вода на нефтерастворимую группу в воздухе и водорастворимую в воде. В зависимости от эффективности ПАВ межфазовая поверхность превращается в контакт воздух — вода и нефть. При этом уменьшаются силы молекулярного притяжения и в итоге поверхностное натяжение. [c.74]

Молекулярный вес полученной таким образом гидрофобной части молекулы измеряется от 800 до нескольких тысяч. Гидрофильная часть молекулы образуется присоединением различных количеств окиси этилена к обоим концам гидрофобной молекулы. [c.446]

Своим названием эти вещества обязаны месту, где они себя проявляют,— на поверхности фаз. Главные характеристики ПАВ приведены в главе 7. ПАВ представляет собой органическое соединение, молекулы которого образованы двумя разными группами, которые с точки зрения растворимости проявляют прямо противоположные свойства (одна из них гидрофильна, а другая гидрофобна). Молекула ПАВ имеет повышенную концентрацию атомов у границы раздела фаз, чем в массе жидкости кроме того, у поверхности раздела фаз молекулы располагаются ориентированно. [c.501]

Особый интерес в последнее время вызывает использование для этих целей пленок Ленгмюра-Блоджетт, которые образуются при адсорбции на поверхности электрода гидрофобных молекул с концевыми гидрофильными группами. Так, молекулы диалкил-фосфорной кислоты (К0)2Р(0)0Н на границе раздела воздух/вода ориентируются таким образом, что гидрофильные группы >Р(0)0Н располагаются на поверхности воды, а гидрофобные углеводородные цепи вытягиваются над ней почти под прямым углом к поверхности электрода, образуя пленку. Такой электрод дает отклик на ионы кальция в присутствии [Ре(СК)б] ". Когда пленка полностью покрывает электрод, то вследствие торможения электродного процесса электровосстановление [Ре(СК)б] протекает при более отрицательных потенциалах. В присутствии Са на поверхности пленки образуется фосфат кальция. При этом молекулы диалкилфосфорной кислоты попарно сближаются и формируют ионные каналы , по которым комплексные ионы [Ре(СК)б] проникают к электроду (рис. 13.1). Диффузионный ток реакции [Ре(СК)б] + е 5== [Ре(СК)б] пропорционален концентрации Са " в растворе, т.е. электрод дает отклик на ионы кальция. [c.480]

Рассмотрим процесс перехода гидрофобной молекулы из инертного растворителя (например, четыреххлористого углерода) в воду, выделив две основные стадии. 1. В воде образуется полость , размер которой [c.247]

Интересна следующая закономерность увеличение числа и размера заместителей в макрокольце повышает устойчивость солей лиганда общей формулы Ь 2НХ к гидролизу Это, очевидно, связано с возникновением больших стерических затруднений для атаки нуклеофильными частицами и возрастанием гидрофобности молекулы лиганда из-за увеличения числа заместителей, препятствующих сольватации макрокольца и последующему гидролитическому расщеплению лиганда [c.67]

В области гель-проникающей хроматографии пористые сополимеры стирола и дивинилбензола с успехом использовались для фракционирования гидрофобных молекул и определения молекулярно-весового распределения полимеров, растворимых в органических растворителях [32—40]. [c.9]

Величина ККМ ионогенных ПАВ значительно больше, чем неионогенных при одинаковой гидрофобности молекул. [c.172]

Очевидно, что благодаря взаимодействию между А и В в непосредственном контакте с углеводородными молекулами остается меньше молекул воды. В результате степень упорядочения системы гидрофобными молекулами снизится, а энтропия системы возрастет (Д5>0). Хотя нарушение структуры гидрат-ных оболочек вокруг А и В требует затраты некоторого количества тепловой энергии (ДЯ>0), при ассоциации А с В свободная энергия уменьшается (Д0< 0). Следовательно, ассоциация аполярных молекул или аполярных групп больших молекул в воде, сопровождающаяся уменьшением числа молекул воды в гидратных оболочках, энергетически выгодна. Описанное явление известно под названием гидрофобного взаимодей- [c.53]

В общих словах все сурфактанты ведут себя как детергенты, имеющие гидрофильную голову и гидрофобный хвост. В результате гидрофобные молекулы или соединения, например диоксин и другие хлорированные фенолы, будут иметь сродство к длинному хвосту углеводородной цепочки. [c.117]

Здесь KfA — собственная сжимаемость молекулы растворенного вещества (для низкомолекулярных соединений /См определяется сжимаемостью ковалентных связей и вандерваальсо-вых радиусов составляющих ее атомов эта сжимаемость мала и обычно ею пренебрегают [145—147, 164]) A/ i — изменение сжимаемости воды в гидратной оболочке К, 2 — сжимаемость контактов между молекулой растворенного вещества и окружающими молекулами воды. Смысл вклада Ki,2 можно пояснить на примере гидрофобных молекул, не образующих водородных связей с молекулами воды. В водном растворе гидрофобная молекула находится в полости, образованной сеткой водородно-связанных молекул воды. Так организованы клат-ратные гидраты [165], такие структуры получаются в машинных экспериментах, выполненных методами Монте-Карло и молекулярной динамики [166, 167]. Объем полости, занимаемой молекулой растворенного вещества, должен превышать ее ван- [c.50]

Как показали исследования, природу твердой поверхности адсорбент,ч можно изменить гидрофильную поверхность сделать гидрофобной, а гидрофобную — гидрофильной. Для этого на твердой поверхности адсорбента создают адсорбционный слой из поверх-НОСТНО-а (ТПВНЫ ( веществ, например мыла, жирных кислот. Если гидрофильную поверхность обработать раствором жирной кислоты, поверхность станет гидрофобной. Молекулы кислоты, ориентируясь таким образом, что их полярные группы обращены к поверхности адсорбента, а углеводородные радикалы — в воздух, адсорбируются [c.360]

Первый путь основан на связывании ионов рубидия и цезия в нейтральные, крупные, гидрофобные молекулы с небольшой степенью ионизации (дипикриламинаты, полииодиодааты, тетраиодвисмутаты, тетрафенилбораты, гексафторофосфаты и другие соединения, легко извлекаемые полярными органическими растворителями из водной фазы). Этот путь уже нашел промышленное применение при извлечении рубидия и цезия из радиоактивных растворов (см. выше). Основной его недостаток с увеличением кислотности и концентрации щелочных металлов в водном растворе меньше извлекается рубидия и цезия. [c.146]

Химической модификации подвергают, как правило, только силикагель. Силанольные группы на поверхности силикагеля заменяют на различные органические соединения, что приводит к значительному изменению селективности НФ. В качестве полярных модифицированных сорбентов используют силикагели с привитыми цианопропильными группами —(СН2)4— N, аминопропильными —(СН2)4—NH2- и оксипропильными —(СН2)4—ОН-группами. На модифицированных полярных сорбентах значительно быстрее, чем на силикагеле, устанавливается равновесие при переходе от элюента к элюенту, воспроизводимость результатов на них значительно лучше по сравнению с силикагелем. В качестве неполярных модифицированных сорбентов используют силикагели с привитыми этильными (Сг), октильными (Са), окта-децильными ( ia) и фенильными радикалами. Эти сорбенты имеют большое сродство к гидрофобным молекулам. Наиболее распространены рктадецильные сорбенты с поверхностью 300—350 м /г, содержащие около 20 % углерода. Для ВЖХ используют сорбенты правильной сферической формы с узким распределением по размерам (3 0,5 5 1 10 1 мкм) и поверхностью 200—6(30 м г. Для обычной колоночной хроматографии используют гораздо более крупные частицы сорбентов (50—500 мкм) нерегулярной формы. [c.598]

Поверхностно-активными веществами называются химические соединения, способные изменять фазовые и энергетические взаимодействия на различных поверхностях раздела фаз жидкость — воздук , жидкость — твердое тело масло — вода и т. д. Как правило ПАВ — это органическое соединение с асимметричной молекулярной структурой,, содержащее в молекуле углеводородный радикал и одну пли несколько активных групп. Углеводородная часть (гидрофобная) молекулы обычно состоит из парафиновых, ароматических, алкилароматических, алкилнафтеновых, нафтеноароматических, алкилнафтеноароматических углеводородов, различных по строению, разветвленности иепочек молекулярной массе и др. Активные (гидрофильные) группы являются наиболее часто кислородсодержащими (эфирные, карбоксильные, карбонильные, гидроксильные), а также азот-, серо-, фосфор-, серофосфорсодержащими (нитро- амино-, амидо-, имидо-группы и т. п.). Следовательно,, поверхностная активность многих органических соединении в первую очередь зависит от их химического строения (в частности их полярности и поляризуемости). Такая структура, называемая дифильной, обусловливает поверхностную, адсорбционную активность ПАВ, т. е. их способность концентрироваться на межфазовых поверхностях раздела (адсорбироваться), изменяя их свойства. Кроме того, адсорбционная активность ПАВ зависит также от внешних условий температуры, характера среды, концентрации, вида фаз на границе раздела и т. д. (12). [c.9]

Матрицей называют твердую основу неподвижной хроматографической фазы. Она имеет вид сплошных или пористых гранул последние часто представляют собой прострапствеииую сетку линейных полимеров. Для придания материалу матрицы необходимых для хроматографии свойств его модифицируют. Модификация люжет представлять собой химическое присоединение ( присадку ) поио-геиных групп, гидрофобных молекул, биологически активных веществ или фиксацию путем адсорбции тонкого слоя растворителя. Хотя особенности хроматографического процесса определяются в основном характером модификации, физико-химические параметры матрицы могут существенно влиять на свойства неподвилчной фазы. К таким параметрам относятся следующие размеры и форма гранул и их нор диапазон разброса этих размеров механическая прочность материала матрицы характер его смачивания и набухания в элюенте химическая стойкость и инертность в условиях хроматографической элюции реакционная способность, обеспечивающая возможность химической модификации матрицы. [c.48]

Многообразие фазовых состояний н-парафинов несомненно проявляется во всем своем великолепии в специализированных биологических мембранах, где термотропные переходы осуществляются в очень узком температурном интервале АТ=0.2-1.0 С. Нормальные парафины как ротационные кристалльт, обладающие исключительно высокими пластическими свойствами, вносят весомый вклад в полифункциональность мембран, и это априорно позволяет отнести сугубо гидрофобные молекулы н-парафинов к полифункциональным и классическим мембранотропным молекулам. [c.280]

Примерно соответствует размеру растворенной молекулы. Свободная энергия образования такой полости довольно велика, поскольку этот процесс сопровождается разрывом большого числа водородных связей. В основном это энтальпийный (АЯ) эффект. 2. Теперь молекулы воды будут стремиться изменить свою ориентацию, приспосабливаясь к присутствию в полости неполярной молекулы. Ясно, что они переориентируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальные условия для вандерваальсовых взаимодействий и образовать максимальное число водородных связей. В результате такой переориентации число водородных связей может даже увеличиться, поскольку водородные связи в воде могут образовываться самым разным образом. Особенно это относится к низким температурам, когда в воде присутствуют в значительном количестве льдоподобные структуры. Во многих случаях ограничение подвижности молекул воды, окружаюш,их гидрофобные группы, т. е. возрастание структурированности воды, оказывается самым важным результатом действия гидрофобных сил. При растворении углеводородов энтальпия образования новых водородных связей почти полностью компенсируется энтальпией образования полости. В результате суммарное изменение энтальпии (АЯ) при переходе неиолярных молекул из инертного растворителя в воду обычно близко к нулю (как правило, это небольшая положительная или отрицательная величина). Вместе с тем уменьшение подвижности молекул воды приводит к значительному уменьшению энтропии, т. е. дает отрицательное значение AS. Поскольку AG = AH—TAS, а член 7 А5 положителен, изменение свободной энергии при переходе гидрофобной молекулы из инертного растворителя в воду также является величиной положительной, т. е. такой переход невыгоден с энергетической точки зрения. Именно этим объясняется плохая растворимость углеводородов в воде. [c.248]

Существование доступных гидрофобных зон впервые было показано у а-глиадинов [85] а-глиадин способен связывать небольшую гидрофобную молекулу (2-р-толуидинилнафталин-6-сульфанат ТНС). Это связывание сопровождается увеличением флюоресценции молекулы ТНС, что свидетельствует о гидрофобном характере взаимодействия [130]. Связывающая способность а-глиадина зависит от pH и ионной силы среды, которые влияют на конформацию и состояние агрегации макромолекулы, но максимальное число связанных молекул ТНС на одну молекулу а-глиадина равно 17. [c.195]

В водных растворах циклодекстрины обычно имеют конформацию своего рода усеченного конуса (рис. 7.3) с гидрофобной внутренней поверхностью. Гидрофобные молекулы, подобные бензолу или гексану, способные входить и выходить из полости, обратимо сорбируются на такой поверхности. Удерживание гидрофобных сорбатов в большой степени зависит от эффективности контакта с внутренней поверхностью полости. Подобным же образом энантиоселективность связывают с хиральной структурой при входе в полость, образованной расположенными здесь гидроксильными группами в положениях 2 и 3 глюкозидных остатков. Если сорбат имеет подходящий размер, обеспечивающий хороший контакт с внутренней поверхностью и, следовательно, ограничивающий подвижность молекулы, различие во взаимодействии заместителей у двух энантиомеров с хиральной структурой при входе в хиральную полость может вызвать появление различия как в константах комплексообразования, так и в величинах хроматографического фактора удерживания к. [c.112]

Фактором, определяющим силу взаимодействия между двумя молекулами, возможно, даже более важным, чем водородная связь или электростатическое притяжение, является гидрофобное связывание [8,84]. Молекулы или части молекул, недостаточно сольватируемые водой, разрушают сеть водородных связей, составляющую структуру растворителя. Это разрушение снижается в случае сближения таких молекул, в результате чего уменьшается общая площадь контакта неполярной поверхности с водой. Углеводороды, например, образуют отдельную вторую фазу, в то время как детергенты, обычно представляющие собой длннноце-почечные углеводороды с полярными группами с одного конца, образуют мицеллы [9]. Последние представляют собой шарообразные агрегаты молекул с заряженными концевыми группами на поверхности, сольватпрованными водой и с углеводородными цепочками внутри, в контакте только друг с другом. Маленькие неполярные участки или полости на поверхности белка также слабо сольватированы водой, однако они не контролируют состояния агрегации молекулы в целом. Эти участки могут, однако, взаимодействовать с гидрофобными молекулами или частями молекул близкого размера, соединяясь с ними, в результате чего уменьшается общая площадь контакта неполярной поверхности с водой, как это указано выше. При обсуждении трехмерной структуры химотрипсина уже рассматривался пример такого рода (см. с. 488). Вблизи активного центра этого фермента располагается образованный гидрофобными группами карман [46], размер которого позволяет связыванию в нем индольного бокового радикала остатка триптофана. Сам индол прочно связывается в этом кармане (энергия связывания 60 кДж-моль ) [88]. Селективность действия химотрипсина в отношении той или иной пептидной связи в большой степени определяется комплементарно-стью соответствующего бокового радикала аминокислоты этому гидрофобному карману. [c.505]

Углеводородное ядро мицеллы создает любой гидрофобной молекуле или ее части более благоприятное по сравнению с водой окружение. Так, боковой радикал Л -алкилимидазола (53) будет более эффективно связываться с мицеллой, чем с одиночной молекулой (54). В случае благоприятного связывания боковая группа поглощается ядром, а полярная концевая группа, таким образом, располагается среди полярных головок детергента, в данном случае сложноэфирных (54). Связывание в данном случае не только более прочно, но включает также специфическую ориентацию субстрата , заключающуюся в сближении сложноэфирных и имидазольных групп на поверхности мицеллы. [c.507]

В зависимости от свойств ЛВ характер взаимодействия с мицеллой будет различен (рис.2). Если молекула вещества имеет выраженные гидрофобные свойства, она способна проникать внутрь мицеллы. Если молекула вещества имеет гидрофобную и гидрофильную части, то наиболее вероятно, что она займет место между отдельными молекулами мицеллы (полисадообразное размещение). Гидрофобная молекула вещества не может проникнуть глубоко в мицеллу и будет присоединяться к внешней, наиболее гидрофильной части мицеллы. Такое расположение полярного вещества обусловливается воздействием полярной дисперсной среды. [c.393]