Hydrofobe effekt (Norsk)

opprinnelsen til den hydrofobe effekten er ikke fullt ut forstått.Noen hevder at den hydrofobe samspill er for det meste en entropisk effekten stammer fra forstyrrelser av svært dynamisk hydrogen bindinger mellom molekylene i flytende vann av den upolare oppløst stoff. En hydrokarbon-kjede eller en lignende upolare regionen et stort molekyl er ute av stand til å danne hydrogen obligasjoner med vann., Innføring av en slik ikke-hydrogenbinding overflaten i vann fører til forstyrrelse av hydrogen binding nettverk mellom vannmolekylene. Hydrogen bindinger er reorienterte tangentially til slike overflaten for å minimere forstyrrelser av hydrogen bundet 3D nettverk av vannmolekyler, og dette fører til en strukturert vann «buret» rundt den upolare overflaten. Vannet molekylene som danner «buret» (eller clathrate) har begrenset mobilitet. I solvation skall av små upolare partikler, begrensning utgjør rundt 10%., For eksempel, i tilfelle av oppløst xenon ved romtemperatur en mobilitet begrensning av 30% som ikke har blitt funnet. I tilfelle av større upolare molekyler, reorientational og translasjonsforskning bevegelse av vannmolekyler i solvation skallet kan være begrenset av en faktor på to til fire, og dermed, ved 25 °C reorientational korrelasjon tid av vann øker fra 2 til 4-8 picoseconds. Generelt, dette fører til betydelige tap i translasjon og rotasjon entropi av vannmolekyler og gjør prosessen ugunstig i forhold til gratis energi i systemet., Ved å samle sammen, upolare molekyler redusere arealet som utsettes for vann og minimere deres nedbrytende effekt.

Den hydrofobe effekt kan kvantifiseres ved å måle partisjon koeffisienter av ikke-polare molekyler mellom vann og ikke-polare løsemidler. Partisjonen koeffisientene kan bli forvandlet til fri energi til transport som inkluderer enthalpic og entropisk komponenter, ΔG = ΔH – TΔS. Disse komponentene er eksperimentelt bestemt av calorimetry., Den hydrofobe effekt ble funnet å være entropi-drevet ved romtemperatur på grunn av redusert mobilitet av vannmolekyler i solvation skall av non-polar oppløst stoff, men enthalpic komponent i overføring av energi ble funnet å være gunstig, noe som betyr at det styrket vann-vann hydrogen obligasjoner i solvation shell på grunn av redusert mobilitet av vannmolekyler. Ved høyere temperatur, når vannmolekylene blir mer mobile, denne energien få reduserer sammen med entropisk komponent., Den hydrofobe effekten avhenger av temperatur, noe som fører til «kalde denaturering» av proteiner.

Den hydrofobe effekt kan beregnes ved å sammenligne den gratis energi av solvation med bulk vann. På denne måten, hydrofobe effekt ikke bare kan være lokalisert, men også dekomponeres i enthalpic og entropisk bidrag.