Proč je tuk nepolární, zatímco voda je polární?
Ve vodě existuje vazba $ \ ce {HO} $ a $ \ ce {O} $ je negativnější, máme $ \ text {dipole = charge} * \ text {distance} $
Tuková molekula je jako $ \ ce {HOCCCCCC …} $ ale atomy uhlíku nezáleží, polarita je stále $ {q * d} $, jako v molekule vody, takže by měly mít stejnou polaritu.
Proč tedy lidé říkají, že tuk je nepolární molekula?
Komentáře
- Vítejte v chemistry.SE! Pokud máte jakékoli dotazy ohledně zásad naší komunity, můžete navštívit centrum nápovědy nebo absolvujte prohlídku webu.
Odpověď
Polarita jednoduché vazby může být pro některé různé molekuly skutečně stejná. Když však mluvíme o polaritě molekul, měla by se vzít v úvahu celá molekula, protože vlastnosti makra jsou diktát vydáno všemi částmi molekuly.
Pokud jde o mastné kyseliny: „hlava“ taková molekula je skutečně polární a ve specifických případech to znamená, že interakce a reaktivita budou jako polární molekuly. Tento účinek je však obsažen pouze v hlavě molekuly. Mastné kyseliny jako celek jsou stále považovány za nepolární, protože tento typ molekuly nebude rozpuštěn ve vodě. Všimněte si, že hlavním důvodem není interakce vody s mastnou kyselinou. Mastná kyselina interaguje s vodou stejně dobře jako s jinými řetězci mastných kyselin. Voda na druhé straně „nechce“ interagovat s mastnými kyselinami, protože se bude muset přeskupit kolem molekuly mastné kyseliny, aby zajistila vytvoření stejného počtu vodíkových vazeb. Jedná se o entropické náklady, díky nimž je celková změna Gibbsovy volné energie nepříznivá.
Výsledkem je, že molekuly vody neuspořádávají vodíkové vazby s jinými molekulami vody a mastné kyseliny na sebe vzájemně působí. Kvůli tomuto jevu voda, která není ochotná přeskupit vodíkové vazby, mastné kyseliny považují za nepolární.
Doufám, že to pomohlo, a pokud jsem použil hodně terminologie nebo žargonu, dejte mi vědět! / p>
Komentáře
- " Voda na druhé straně ' chtějí ' interagovat s mastnými kyselinami, protože nedokáže tvořit téměř tolik vodíkových vazeb, jaké dokáže s jinými molekulami vody. " – to pravděpodobně není tento případ; většina hydrofobních sloučenin má příznivou entalpii roztoku, ale nepříznivou entropii roztoku pravděpodobně kvůli vysoce uspořádané vodní struktuře kolem solvatovaného uhlovodíkového řetězce.
- Máte pravdu v tom smyslu, že u mnoha malých nepolárních entit entalpie je stále příznivá. Omlouvám se, že jste použili tuto zkratku. V tomto případě je entropie důvodem, proč je celková Gibbsova volná energie nepříznivá. Chtěli byste vidět úpravy tohoto problému s uvedením důvodu, proč ' chtít ' interakci, je entropický efekt? Dále bych chtěl dodat, že to platí pro malé molekuly. V literatuře, kterou jsem konzultoval, byl diskutován příklad případu neopentanu. Dokázal jsem si představit a nemám čísla, která by to podpořila, že u dlouhých mastných kyselin to stále neplatí.
- Hydrofobní účinek je opravdu složitý a většina vysvětlení je těžká s domněnkami. U mastných kyselin s dlouhým řetězcem bych očekával pozitivní entalpii roztoku; například z tohoto článku : " Jinými slovy, velká pozitivní entalpie míchání nepolární rozpuštěné látky vodou byl kompenzován velkou negativní entalpií tvorby ledovce, která vedla k vyšší rozpustnosti než u běžného roztoku. Toto vysvětlení by mělo být použitelné pro rozpuštění mastné kyseliny ve vodě při teplotě pod 150 stupňů C. "
- " Tvorba ledovce " pouze odkazuje na reorganizaci sítě vodíkových vazeb do více uspořádaného stavu.
- Dobře, takže v článku jsou uvedena čísla, která jsem udělal nemít (nebo hledat). Takže pod 150 stupňů Celsia. Všechno jasné, řekl bych. Děkujeme, že jste to vyhledali. Pokud jde o otázku, dovedu si představit, že jde o trochu hluboko do tématu, i když je samozřejmě nejlepší mít správné a úplné vysvětlení místo neúplného. ' Upravím svoji odpověď.
Odpovědět
I když s odpovědí @eljee není nic špatného, existuje zjevnější důvod, proč tuky nejsou tak polární, jak předpokládáte.
Tuky nejsou alkoholy s dlouhým řetězcem: jsou to triglyceridové estery karboxylových kyselin s dlouhým řetězcem. Namísto toho, aby byly ukončeny relativně polární karboxylovou kyselinou nebo alkoholickou skupinou, jsou ukončeny relativně nepolární glycerolesterovou skupinou. Teprve když se zmýdelní (což štěpí volné kyseliny z esteru), stanou se z nich schizofreničtější kyseliny s dlouhým řetězcem, které působí jako povrchově aktivní látky, protože jeden konec molekuly je dostatečně polární, aby měl rád vodu, zatímco druhý je dostatečně mastný, aby preferoval mastnou, ne polární prostředí. Proto mýdlo!
Stránka wikipedia to shrnuje dobře.