محب للماء
المادة المحبة للماء هي جزيء أو كيان جزيئي آخر ينجذب إلى جزيئات الماء ويميل إلى الذوبان في الماء . [ 1 ]
على النقيض من ذلك، لا تنجذب المواد الكارهة للماء إلى الماء، وقد تبدو وكأنها تتنافر معه. أما المواد المسترطبة فتنجذب إلى الماء، لكنها لا تذوب فيه.
الجزيئات
الجزيء أو الجزء المحب للماء هو جزيء أو جزء منه تكون تفاعلاته مع الماء والمواد القطبية الأخرى أكثر ملاءمة من الناحية الديناميكية الحرارية من تفاعلاته مع الزيت أو المذيبات الكارهة للماء الأخرى. [ 2 ] [ 3 ] وعادةً ما تكون هذه الجزيئات مستقطبة الشحنة وقادرة على تكوين روابط هيدروجينية . وهذا ما يجعلها قابلة للذوبان ليس فقط في الماء، بل أيضاً في المذيبات القطبية .
يمكن التمييز بين الجزيئات المحبة للماء (وأجزاء منها) والجزيئات الكارهة للماء (وأجزاء منها). في بعض الحالات، تجتمع خاصيتا المحبة للماء والكارهة للماء في جزيء واحد. ومن أمثلة هذه الجزيئات المزدوجة المحبة للماء والدهون التي تُكوّن غشاء الخلية . ومثال آخر هو الصابون ، الذي يمتلك رأسًا محبًا للماء وذيلًا كارهًا للماء، مما يسمح له بالذوبان في كل من الماء والزيت.
تُعرف الجزيئات المحبة للماء والجزيئات الكارهة للماء أيضاً بالجزيئات القطبية والجزيئات غير القطبية ، على التوالي. بعض المواد المحبة للماء لا تذوب. يُطلق على هذا النوع من المخاليط اسم الغرواني .
تُعتبر قاعدة عامة تقريبية لتقدير محبة الماء للمركبات العضوية هي أن ذوبانية الجزيء في الماء تزيد عن واحد بالمائة من الكتلة إذا كان هناك على الأقل مجموعة محبة للماء متعادلة واحدة لكل خمس ذرات كربون، أو مجموعة محبة للماء مشحونة كهربائياً واحدة على الأقل لكل سبع ذرات كربون. [ 4 ]
تبدو المواد المحبة للماء (مثل الأملاح) وكأنها تجذب الماء من الهواء. والسكر أيضاً مادة محبة للماء، ومثل الملح، يُستخدم أحياناً لسحب الماء من الأطعمة. فرش السكر على الفاكهة المقطعة "يسحب الماء" بفضل خاصية محبة الماء، مما يجعل الفاكهة طرية ورطبة، كما في وصفة كومبوت الفراولة الشائعة .
المواد الكيميائية
يمكن استخدام المواد الكيميائية السائلة المحبة للماء والمعقدة مع المواد الكيميائية الصلبة لتحسين قابلية ذوبان المواد الكيميائية الكارهة للماء.
المواد الكيميائية السائلة
تشمل أمثلة السوائل المحبة للماء الأمونيا والكحولات وبعض الأميدات مثل اليوريا وبعض الأحماض الكربوكسيلية مثل حمض الأسيتيك.
الكحوليات
تُعدّ مجموعات الهيدروكسيل (-OH)، الموجودة في الكحولات، قطبية وبالتالي محبة للماء، بينما يكون جزء السلسلة الكربونية فيها غير قطبي، مما يجعلها كارهة للماء. ويزداد الجزيء عمومًا عدم قطبيته، وبالتالي تقلّ ذوبانيته في الماء القطبي، كلما طالت السلسلة الكربونية. [ 5 ] يمتلك الميثانول أقصر سلسلة كربونية بين جميع الكحولات (ذرة كربون واحدة)، يليه الإيثانول (ذرتان كربون)، ثم البروبانول-1 ونظيره البروبانول-2 ، وجميعها قابلة للامتزاج بالماء. أما كحول ثالثي بوتيل ، الذي يحتوي على أربع ذرات كربون، فهو الوحيد من بين نظائره القابل للامتزاج بالماء.
المواد الكيميائية الصلبة
السيكلودكسترينات
تُستخدم السيكلودكسترينات في تحضير المحاليل الصيدلانية عن طريق احتجاز الجزيئات الكارهة للماء كحوامل لها. ونظرًا لقدرة مركبات السيكلودكسترينات المحتوية على جزيئات كارهة للماء على اختراق أنسجة الجسم، يُمكن استخدامها لإطلاق مركبات نشطة بيولوجيًا في ظروف محددة. [ 6 ] على سبيل المثال، عند تكوين مركب من التستوستيرون مع هيدروكسي بروبيل بيتا سيكلودكسترين (HPBCD)، تم امتصاص 95% من التستوستيرون خلال 20 دقيقة عن طريق الفم تحت اللسان، بينما لم يتم امتصاص HPBCD، في حين أن امتصاص التستوستيرون الكاره للماء عادةً ما يكون أقل من 40% عن طريق الفم تحت اللسان. [ 7 ]
الترشيح الغشائي
تُستخدم تقنية الترشيح الغشائي المحب للماء في العديد من الصناعات لترشيح مختلف السوائل. وتُستخدم هذه المرشحات المحبة للماء في المجالات الطبية والصناعية والكيميائية الحيوية لترشيح عناصر مثل البكتيريا والفيروسات والبروتينات والجسيمات الدقيقة والأدوية والملوثات الأخرى. ومن الجزيئات المحبة للماء الشائعة الغرويات والقطن والسليلوز (الذي يتكون منه القطن).
على عكس الأغشية الأخرى، لا تتطلب الأغشية المحبة للماء ترطيبًا مسبقًا ، إذ يمكنها ترشيح السوائل وهي جافة. ورغم أن معظمها يُستخدم في عمليات الترشيح منخفضة الحرارة، فإن العديد من أقمشة الأغشية المحبة للماء الحديثة تُستخدم لترشيح السوائل الساخنة. [ 8 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ ليدل، إتش جي وسكوت، آر. (1940). معجم يوناني-إنجليزي أكسفورد: مطبعة كلارندون.
- ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " محب للماء ". doi : 10.1351/goldbook.H02906
- ↑ "تعريف محب للماء" . قاموس ميريام-ويبستر . مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 1 مايو 2018 .
- ↑ خلاصة الكيمياء الطبية. بقلم أندرس أوفرجارد بيدرسن وهينينج نيلسن. جامعة آرهوس. 2008
- ↑ "الكحولات، والفينولات، والثيولات، والإيثرات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2013-10-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-05-11 .
- ↑ بيكيت جي، شيب إل جيه، تان إم واي (مارس 1999). "تحسين ذوبان البرازيكوانتيل في المختبر عن طريق تكوين معقدات مع ألفا، وبيتا، وجاما سيكلودكسترين". المجلة الدولية للصيدلة . 179 (1): 65-71 . doi : 10.1016/S0378-5173(98)00382-2 . PMID 10053203 .
- ↑ ستوينكل، سي. أ.، دادلي، ر. إ.، ين، س. س. (مايو 1991). "الإعطاء تحت اللسان لمركب التستوستيرون-هيدروكسي بروبيل-بيتا-سيكلودكسترين المتضمن يحاكي إطلاق الأندروجين العرضي لدى الرجال المصابين بقصور الغدد التناسلية". مجلة الغدد الصماء والتمثيل الغذائي السريرية . 72 (5): 1054-1059 . doi : 10.1210/jcem-72-5-1054 . PMID 1902483 .
- ↑ كاوامورا، ماسوهيكو. "غشاء ترشيح للسوائل العضوية المحبة للزيوت، وطريقة إنتاجه، وطريقة ترشيح السوائل العضوية المحبة للزيوت" . مؤرشف من الأصل في 11 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 28 يوليو 2014 .
- الخواص الكيميائية
- القوى بين الجزيئية
- علم الفلزات
