Гидрофильность и гидрофобность (от греч. hydor - вода и philia - любовь или рhobos - боязнь, страх) - характеристики
взаимодействия поверхностей в-в (твёрдых тел) с молекулами воды. Г. и г.- частный
случай лиофильности и лиофобности - характеристик взаимодействия веществ с молекулами
жидкостей разл. полярности, определяющих степень их смачиваемости этими жидкостями.
Понятие Г. и г. применяют не только к телам, обладающим
поверхностью, но и к отдельным молекулам и ионам.
Гидрофильные в-ва интенсивно
взаимодействуют с молекулами воды. Гидрофильность характеризуется величиной
адсорбционной связи (см. Адсорбция)B-B с молекулами воды, образованием
с ними неопределённых соединений и распределением кол-ва воды по величинам энергии
связи. Гидрофильность преимущественно определяется величиной энергии связи адсорбционного
монослоя, т. к. последующие слои связаны с в-вом гораздо слабее. Гидрофильность
может выражаться теплотой адсорбции водяного пара или теплотой смачивания, а
также работой смачивания единицы поверхности в-ва.
Абсолютно гидрофобных ("водоотталкивающих")
в-в нет; даже наиболее гидрофобные - углеводородные и фторуглеродные - поверхности
адсорбируют воду. Поэтому гидрофобность рассматривают как малую степень гидрофильности.
Г. и г. могут быть оценены,
как и смачиваемость поверхности водой (в воздушной среде), величиной угла смачивания
q: для гидрофильных поверхностей <90°
(для абсолютно гидрофильных поверхностей q=0); для гидрофобных поверхностей
90°<<180°
(напр., для парафина 105°).
На трёхфазной границе твёрдого тела с водой и углеводородной жидкостью при <90°
(в водной фазе) поверхность олеофобна, т.е. не смачивается маслом, а при =180°
- предельно олеофильна.
Гидрофильными являются
вещества с полярными хим. связями: галогениды, оксиды и их гидраты, карбонаты,
сульфаты, фосфаты, силикаты и алюмосиликаты (глины, стекла), а также клеточные
мембраны. Чистые поверхности металлов, углерода, полупроводников, вещества,
состоящие из слабо полярных молекул, листья растений, кожа животных, хитиновый
покров насекомых гидрофобны. Все полярные группы, входящие в состав молекул
ПАВ - поверхностно-активных веществ - COOH, -NH2,-SO3Na
и др., гидрофильны; связанные с ними углеводородные радикалы - гидрофобны.
Гидрофильность твёрдых
тел может резко понижаться (происходит их гидрофобизация) при адсорбции (особенно
при хемосорбции) на их поверхности молекул ПАВ, ориентированных полярными группами
в сторону поверхности, а углеводородными цепями - в окружающую среду (напр.,
при адсорбции жирных кислот, их солей и др. органич. ПАВ на поверхности минералов).
Обратная ориентация адсорбированных молекул ПАВ приводит к гидрофилизации гидрофобных
поверхностей.
Литература по гидрофильности и гидрофобности
ЩукинЕ. Д., Перцов А. В., Амелинa E. А., Коллоидная химия, M., 1982;
Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция? Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда". На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли. Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма. Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал: "Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985] Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.