Waarom is vet niet-polair terwijl water polair is?
In water is er de $ \ ce {HO} $ -binding en de $ \ ce {O} $ is negatiever, we hebben $ \ text {dipole = charge} * \ text {afstand} $
Een vetmolecuul is als $ \ ce {HOCCCCCC …} $ maar de koolstofatomen doen er niet toe, de polariteit is nog steeds $ {q * d} $, zoals in het watermolecuul, dus ze zouden dezelfde hoeveelheid polariteit moeten hebben.
Dus waarom zeggen mensen dat vet is een niet-polaire molecule?
Opmerkingen
- Welkom bij chemistry.SE! Als je vragen hebt over het beleid van onze gemeenschap, ga dan naar het helpcentrum of volg een rondleiding van de website.
Answer
De polariteit van een enkele binding kan inderdaad hetzelfde zijn voor sommige verschillende moleculen. Als we het echter hebben over polariteit van moleculen, het hele molecuul moet in aanmerking worden genomen, aangezien de macro-eigenschappen dicteren ed door alle de delen van een molecuul.
Met betrekking tot de vetzuren: het “hoofd” van zon molecuul is inderdaad polair, en in specifieke gevallen betekent dit dat de interacties en reactiviteit zullen zijn als polaire moleculen. Dit effect is echter alleen beperkt tot de kop van het molecuul. Vetzuren als geheel worden nog steeds als niet-polair beschouwd omdat dit type molecuul niet in water zal worden opgelost. Merk op dat de belangrijkste reden hiervoor niet te wijten is aan de interacties van water met het vetzuur. Het vetzuur is net zo “gelukkig” in wisselwerking met water als met andere vetzuurketens. Water, aan de andere kant, “wil” geen interactie met vetzuren, aangezien het zich moet herschikken rond het vetzuurmolecuul om ervoor te zorgen dat hetzelfde aantal waterstofbruggen wordt gemaakt. Dit zijn entropische kosten, die de totale Gibbs Free Energy-verandering ongunstig maken.
Het resultaat is dat watermoleculen de waterstofbruggen met andere watermoleculen niet herschikken en dat de vetzuren met elkaar in wisselwerking staan. Vanwege dit effect, omdat water niet bereid is om waterstofbruggen te herschikken, worden vetzuren als niet-polair beschouwd.
Ik hoop dat dit heeft geholpen, en als ik te veel terminologie of jargon heb gebruikt, laat het me dan weten!
Reacties
- " Water daarentegen is niet ' wil dat ' een interactie aangaat met vetzuren, aangezien het niet zo veel waterstofbruggen kan vormen als met andere watermoleculen. " – dit is waarschijnlijk niet het geval; de meeste hydrofobe verbindingen hebben een gunstige oplossingsenthalpie, maar een ongunstige entropie van de oplossing, vermoedelijk vanwege de sterk geordende waterstructuur rond de gesolvateerde koolwaterstofketen.
- Je hebt gelijk in die zin dat voor veel kleine niet-polaire entiteiten de enthalpie is nog steeds gunstig. Sorry voor het nemen van die snelkoppeling. In dit geval is de entropie de reden dat de totale Gibbs-vrije energie ongunstig is. Zou je daar een bewerking van willen zien waarin de reden waarom ' niet willen dat ' interactie heeft, een entropisch effect is? Verder zou ik nog willen toevoegen dat dit geldt voor kleine moleculen. In de literatuur die ik raadpleegde, werd een voorbeeldgeval van neopentaan besproken. Ik zou me kunnen voorstellen, en ik heb geen cijfers om dit te ondersteunen, dat dit voor lange vetzuren nog steeds niet geldt.
- Het hydrofobe effect is erg complex en de meeste verklaringen zijn giswerk. Voor een vetzuur met lange keten zou ik een positieve enthalpie van de oplossing verwachten; bijvoorbeeld uit dit artikel : " Met andere woorden, een grote positieve enthalpie van het mengen van een niet-polaire opgeloste stof met water werd gecompenseerd door een grote negatieve enthalpie van ijsbergvorming die resulteerde in een hogere oplosbaarheid dan die van een gewone oplossing. Deze uitleg zou van toepassing moeten zijn op het oplossen van een vetzuur in water bij een temperatuur lager dan 150 graden C. "
- " IJsbergformatie " verwijst alleen naar de reorganisatie van het waterstofbindingsnetwerk naar een meer geordende staat.
- Oké, dus het artikel vermeldt de cijfers die ik heb gedaan niet hebben (of gezocht). Dus onder de 150 graden Celsius. Allemaal duidelijk zou ik zeggen. Bedankt voor het opzoeken. Wat betreft de vraag kan ik me voorstellen dat dit een beetje te diep in het onderwerp gaat, hoewel het natuurlijk het beste is om een goede, volledige uitleg te hebben in plaats van een onvolledige. Ik ' bewerk mijn antwoord.
Antwoord
Hoewel er niets mis is met het antwoord van @eljee, is er een meer voor de hand liggende reden waarom vetten niet zo polair zijn als je aanneemt.
Vetten zijn niet alcoholen met een lange keten: het zijn de triglyceride-esters van carbonzuren met een lange keten. Dus in plaats van te worden beëindigd door een relatief polaire carbonzuur- of alcoholgroep, worden ze beëindigd door een relatief niet-polaire glycerolestergroep. Alleen wanneer ze verzeept zijn (waardoor de vrije zuren van de ester worden afgebroken) worden ze de meer schizofrene zuren met lange keten die als oppervlakteactieve stoffen werken omdat het ene uiteinde van het molecuul polair genoeg is om van water te houden, terwijl het andere vet genoeg is om de voorkeur te geven aan olieachtig, niet- polaire omgevingen. Vandaar soap!
De wikipedia -pagina vat dit goed samen.