Hidrofílico: usos do termo, características, exemplos - Ciência - 2023

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UMA hidrofílico ou hidrofílico é um segmento molecular ou um composto que se caracteriza por ter uma forte afinidade para água e solventes polares. Etimologicamente, significa "amantes da água", o que implica que um hidrófilo será capaz de se dissolver ou interagir de forma eficiente com as moléculas de água.

Portanto, as substâncias hidrofílicas tendem a ser solúveis ou miscíveis com água. No entanto, a hidrofilicidade, ou seja, sua afinidade pela água e outros solventes polares, não está apenas ligada à própria solubilidade, mas também ao grau de molhabilidade que existe entre a água e as superfícies dessas substâncias ou materiais. .

Assim, as superfícies hidrofílicas são mais fáceis de molhar ou úmidas do que as hidrofóbicas, aquelas que odeiam a água ou a repelem. As primeiras achatam as gotas de água em fileiras, enquanto as últimas as tornam redondas e proeminentes. A visualização dessas gotas é um dos principais fatores para diferenciar um material hidrofílico de um hidrofóbico.

O conceito de hidrofilicidade é essencial para compreender a química de superfície, soluções, interfaces e o caráter anfifílico de substâncias como proteínas e ácidos graxos.

Usos do termo hidrofílico ou hidrofílico

Os termos 'hidrofílico' e 'hidrofílico' referem-se a ambas as moléculas e porções estruturais das mesmas. No entanto, 'hidrofílico' é usado principalmente para se referir a qualquer molécula ou composto que tem uma alta afinidade para a água.

Portanto, falamos de uma molécula hidrofílica ou hidrofílica, se sua afinidade pela água for muito alta de acordo com certas considerações. Por exemplo, a sacarose é um composto hidrofílico, o que equivale a dizer que é hidrofílico, pois seus cristais se dissolvem facilmente em qualquer volume de água.

A molécula em questão pode ter segmentos ou partes estruturais hidrofílicas, que podem ser constituídas por um esqueleto de carbono, ou simplesmente por um grupo polar. Quando se trata de um grupo, geralmente dizemos que é um grupo hidrofílico, o que contribui para a hidrofilicidade da molécula ou da superfície a que pertence.

Normalmente, 'hidrofílico' é usado com mais frequência do que 'hidrofílico', uma vez que este último é geralmente reservado principalmente para moléculas ou compostos que são completamente hidrofílicos; ou seja, eles não possuem regiões hidrofóbicas em suas estruturas moleculares. Isso é especialmente verdadeiro ao descrever macromoléculas ou sólidos poliméricos.

Características das substâncias hidrofílicas

Covalência

Substâncias hidrofílicas são compostos covalentes, o que significa que suas unidades consistem em moléculas e não redes iônicas. Portanto, embora os sais tendam a ser muito solúveis em água, ainda mais do que muitos hidrófilos, eles geralmente não são designados como tal, pois não consistem em moléculas.

Por outro lado, nem todos os sais são solúveis em água, como o cloreto de prata, AgCl, por isso não podem ser classificados como hidrofílicos.

Polaridade

Para uma molécula ser hidrofílica, ela deve ter uma certa polaridade. Isso só é possível se tiver grupos polares em sua estrutura, como -OH, -SH, -NH₂, -COOH, etc., de modo que contribuam para seu momento de dipolo permanente e, portanto, para sua hidrofilicidade.

Interações

Os hidrófilos são reconhecidos acima de outros compostos devido à sua capacidade de formar ligações de hidrogênio com moléculas de água. Observe que os grupos polares mencionados acima têm a capacidade de doar hidrogênios ou aceitá-los para formar tais pontes, que são um tipo especial de interação dipolo-dipolo.

Estados sólidos

Os hidrófilos podem ser substâncias gasosas, líquidas ou sólidas, sendo as duas últimas as mais comuns.

Líquidos hidrofílicos são miscíveis com água, portanto, duas fases não serão vistas quando misturados.

Enquanto isso, os sólidos hidrofílicos se dissolvem na água ou absorvem-na muito facilmente; mas, além disso, alguns têm a capacidade de ficar molhados ou úmidos sem se dissolverem, pois embora sua superfície seja hidrofílica, sua massa interna não é completa. Esse é o caso de muitos materiais poliméricos, como silicones quimicamente modificados.

Superfícies hidrofílicas

As superfícies hidrofílicas são objeto de estudos na química de superfícies. Eles não são solúveis em água, mas podem ser molhados e achatar as gotas de água que caem sobre eles. Isso ocorre porque eles têm grupos hidrofílicos externos que interagem de forma eficiente com as moléculas de água.

A gota d'água forma um ângulo de contato inferior a 90º com a superfície hidrofílica, o que equivale a dizer que terá uma forma achatada, levemente esférica ou redonda.

Tanto que as gotas acabam se expandindo e escorrendo como fileiras de líquido. Por exemplo, esta propriedade é usada para evitar que o nevoeiro embacie a superfície, uma vez que mal é tocado pela condensação da água e desliza para baixo.

Nossa pele é hidrofílica, pois nela as gotas tendem a se achatar e deslizar; exceto quando manchado com óleo ou creme. Então, as gotículas de água serão arredondadas e definidas, porque a superfície tornou-se temporariamente hidrofóbica.

Exemplos de substâncias hidrofílicas

Amônia

Amônia, NH₃, é hidrofílico porque sua molécula pode formar várias ligações de hidrogênio com a água. Isso torna os gases e os líquidos muito solúveis em água.

Ácido oxálico

Ácido oxálico, H₂C₂OU₄, é um hidrofílico, pois seu sólido é muito solúvel em água devido às ligações de hidrogênio que pode formar com seus dois grupos -COOH.

Metanol

Metanol, CH₃OH, é um hidrofílico graças ao seu grupo OH.

Alcoóis

Os álcoois são geralmente substâncias hidrofílicas, desde que seu esqueleto de carbono não seja muito grande. Por exemplo, 1-propanol e 2-propanol são miscíveis com água, mas não é o caso com 1-butanol, cuja miscibilidade é reduzida devido à sua cadeia de carbono mais longa.

Amido

O amido é um exemplo de polímero hidrofílico, já que suas unidades de glicose possuem múltiplos grupos OH com os quais forma ligações de hidrogênio com moléculas de água.

Madeira

A madeira é hidrofílica e, embora não se dissolva em água, molha-se rapidamente se não for tratada com revestimentos hidrofóbicos.

Proteína

As proteínas têm grupos polares intimamente relacionados à água. Portanto, suas interações com as moléculas de água são eficientes. Isso não implica, entretanto, que todas as proteínas sejam solúveis em água, uma vez que suas estruturas (terciária e quaternária) desempenham um papel fundamental neste processo de dissolução.

Vidro

O vidro é um material hidrofílico porque, embora não consista em moléculas, mas em redes de SiO₂Tridimensional, seus átomos de oxigênio podem aceitar ligações de hidrogênio da água. Esta é a razão pela qual os vidros de vidro suam em ambientes úmidos.

Referências

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