- Mida tähendab väljend „nagu hane selga vesi“?
- Miks on puit hüdrofiilne materjal?
- Mida tähendab, et aine on hüdrofoobne?
- Millised ained märguvad, millised punduvad ja millised lahustuvad?
Nagu hane selga vesi
Veelindude nagu hanede ja partide sulestik on vetthülgav, st nende sulgedelt veerevad veepiisad maha ning sulestik ei märgu. Sellest on tulnud ka väljend „nagu hane selga vesi“. Selline omadus tagab veelindudele püsiva kehasoojuse, ujuvuse ja lennuvõime. Veelindude sulgede vett-tõrjuvad omadused on tingitud sulgede erilisest ehitusest ja neid katvast õhukesest rasvakihist. Seda erilist rasva toodab neil saba juures olev paranipunääre. Ka veeloomade karv ei märgu ja nagu veelinnudki, määrivad nad oma kasukat rasvase eritisega.
Hüdrofiilsed ja hüdrofoobsed ained
Aineid ja materjale liigitatakse hüdrofiilseteks ja hüdrofoobseteks sõltuvalt sellest, kuidas nende osakesed vee molekulidega käituvad. Töötlemata paber ja puit muutuvad veega kokkupuutel kiiresti niiskeks. Nii paber kui ka puit koosnevad peamiselt tselluloosist, mis on moodustunud polaarsetest molekulidest. Polaarsed ja ioonilised ained on hüdrofiilsed ehk veesõbralikud (kr hydro – vesi, philia – sõprus), sest ka vesi on polaarne molekul. Hüdrofiilse aine osakeste ja polaarsete vee molekulide vahel esineb tugev tõmbejõud. Hüdrofiilsed ained võivad märguda, punduda või lahustuda.
Mittepolaarsete ainete osakestel pole osalaenguga piirkondi, mistõttu need seostuvad polaarsete vee molekulidega nõrgalt. Selliseid aineid nimetatakse hüdrofoobseteks ehk vetthülgavateks (kr phobos – kartus). Tasasel vetthülgaval pinnal võtab veetilk keraja kuju, kuna veemolekulid seostuvad omavahel tugevamalt kui hüdrofoobse pinnaga. Tüüpilised hüdrofoobsed ained on pika ahelaga süsivesinikud. Süsivesinikud sisaldavad mittepolaarset C–H sidet. Näiteks voolavad veetilgad maha plastide, kilede ja parafiiniga immutatud paberi (küpsetuspaberi) pealt. Süsivesinikest koosnevad kütused (bensiin, diislikütus) ja määrdeained (õlid, vahad) ei lahustu vees.
- veetilk valgub pinnal laiali
- tugev tõmbejõud vee molekulidega
- vetthülgav aine
- iooniline aine
- veetilk pinnal keraja kujuga
- nõrk tõmbejõud vee molekulidega
- veesõbralik aine
- mittepolaarne aine
- polaarne aine
Lisalugemine. Amfifiilsed ained
Amfifiilsed ained sisaldavad nii hüdrofiilset kui ka hüdrofoobset osa. Amfifiilsetel ainetel on polaarne või iooniline „pea“ ja mittepolaarne „süsivesiniksaba“. Sellise aine polaarne osa seostub hästi veega, mittepolaarne osa eelistab mittepolaarseid molekule. Vees moodustuvad amfifiilsete molekulide kogumid (mitsellid), kus polaarsed „pead“ on suunatud vee molekulide poole, mittepolaarsed „sabad“ on koondunud kokku.
Seep ja pesuvahendite toimeained on amfifiilsed. Mittepolaarsetest molekulidest koosnev mustus (nt rasvaplekk), mis vees ei lahustu, seostub mittepolaarsete „sabadega“, samas kui polaarsed „pead“ seostuvad veega. Nii viiakse määrdunud kangast pestes ka vees mittelahustuv mustus pesuvette.
Märgumine, pundumine ja lahustumine
Märgumine on veetilga laialivalgumine tahkel lahustumatul pinnal. Märguvad hüdrofiilsed pinnad, kuna vee molekulid seostuvad tugevalt pinna osakestega. Hüdrofoobset pinda vesi ei märga, vaid koguneb selle pinnale tilkadena. Pinna märgumisomadused sõltuvad ka selle struktuurist. Näiteks mikroskoopilisel tasemel karedat pinda märgab vesi palju halvemini, sest see ei saa tungida pinna väikestesse tühimikesse. Nii ei märga vesi näiteks roosi õielehti või rohuliblesid.
Pundumine on nähtus, mille korral imab materjal endasse vett, mistõttu suureneb nii selle mass kui ka ruumala. Tavaliselt on punduv materjal väga poorne. Vee toimel punduvad mõned hüdrofiilsed materjalid, näiteks puit, paber, želatiin ja silikageel.
Veesõbralikud ained võivad vees lahustuda ja moodustada lahuse. Lahus on ühtlane segu, mis koosneb lahustist ja selles ühtlaselt jaotunud lahustunud ainest. Lahuseid, milles lahustiks on vesi, nimetatakse vesilahusteks. Tuntud hüdrofiilsed hästi lahustuvad ained on keedusool ja suhkur. Keedusool (NaCl) on iooniline aine, mis koosneb naatriumi ja kloori ioonidest. Suhkrumolekul sisaldab palju polaarseid -OH-rühmi, mis seostuvad vee molekulidega. Hüdrofoobsed ained vees ei lahustu.
Ma tean, et...
- Hüdrofiilne aine on aine, mille osakesed seostuvad vee molekulidega tugevalt.
- Hüdrofiilsed ained võivad märguda, punduda või lahustuda.
- Hüdrofoobne aine on aine, mille osakesed seostuvad vee molekulidega nõrgalt.
- Märgumine on veetilga laialivalgumine tahkel lahustumatul pinnal.
- Pundumine on nähtus, mille korral imab materjal endasse vett, mistõttu suureneb materjali mass ja ruumala.
Küsimused
- Seleta, miks seostuvad hüdrofiilsed ained vee molekulidega tugevalt.
- Too näiteid hüdrofiilsete ainete kohta.
- Nimeta materjale, mille pind on hüdrofoobne.
- Miks võtab veetilk hüdrofoobsel pinnal keraja kuju?
