Hidrofób hatás

a hidrofób hatás eredete nem teljesen ismert.Egyesek azzal érvelnek, hogy a hidrofób kölcsönhatás többnyire entrópikus hatás, amely a folyékony víz molekulái közötti rendkívül dinamikus hidrogénkötések megzavarásából származik a nempoláris oldatban. A nagy molekula szénhidrogénlánca vagy hasonló, nem poláris régiója nem képes hidrogénkötéseket képezni vízzel., Az ilyen nem hidrogénkötő felület vízbe történő bevezetése a vízmolekulák közötti hidrogénkötő hálózat megzavarását okozza. A hidrogénkötéseket érintőlegesen irányítják át az ilyen felületre, hogy minimalizálják a vízmolekulák hidrogénkötésű 3D hálózatának megzavarását, ami strukturált víz “ketrechez” vezet a nempoláris felület körül. A “ketrecet” (vagy clathrate) alkotó vízmolekulák korlátozzák a mobilitást. A kis nempoláris részecskék szolvációs héjában a korlátozás körülbelül 10%., Például szobahőmérsékleten oldott xenon esetében 30% – os mobilitási korlátozást találtak. Nagyobb, nempoláris molekulák esetében a szolvációs héjban lévő vízmolekulák reorientációs és transzlációs mozgását két-négy tényezővel lehet korlátozni, így 25 °C-on a víz reorientációs korrelációs ideje 2-ről 4-8 pikoszekundumra nő. Ez általában a vízmolekulák transzlációs és forgási entrópiájának jelentős veszteségéhez vezet, és a folyamat kedvezőtlen a rendszer szabad energiája szempontjából., A nempoláris molekulák együttesen csökkentik a víznek kitett felületet, és minimalizálják bomlasztó hatásukat.

a hidrofób hatás a víz és a nem poláris oldószerek közötti Nem poláris molekulák megoszlási együtthatóinak mérésével számszerűsíthető. A partíciós együtthatók átalakíthatók az átviteli szabad energiává, amely magában foglalja az entalpikus és entróp komponenseket, ΔG = ΔH-TΔS. Ezeket az összetevőket kísérletileg a kalorimetria határozza meg., A hidrofób hatást szobahőmérsékleten entrópia-vezéreltnek találták, mivel a vízmolekulák csökkent mobilitása a nem poláris oldott anyag oldó héjában volt; azonban az átviteli energia entalpikus összetevője kedvezőnek bizonyult, ami azt jelenti, hogy megerősítette a víz-víz hidrogénkötéseket az oldó héjában a vízmolekulák csökkent mobilitása miatt. A magasabb hőmérsékleten, amikor a vízmolekulák mozgékonyabbá válnak, ez az energia nyereség csökken az entróp komponenssel együtt., A hidrofób hatás a hőmérséklettől függ, ami a fehérjék “hideg denaturálásához” vezet.

a hidrofób hatás kiszámítható a szolválás szabad energiájának ömlesztett vízzel történő összehasonlításával. Ily módon a hidrofób hatás nemcsak lokalizálható, hanem entalpikus és entrópikus hozzájárulásokra is bomlik.