Was bedeutet hydrophob?
hydrophil: Winkel < 90° = Oberfläche wasseraufnehmend / wasserliebend
"Hydrophob" heißt übersetzt: "Wasser abweisend". Der Begriff setzt sich aus zwei Teilen zusammen: das griechische "hydro" bedeutet Wasser, "phobos" lässt sich mit "Angst, Furcht" übersetzen. Pflanzenzüchter kennen z.B. eine "Hydrokultur", und wenn Menschen vor etwas Angst haben, spricht man auch von einer "Phobie".
Hydrophob Definition:
Nach IUPAC-Definition ist die Hydrophobie der Zusammenschluss unpolarer Gruppen oder Moleküle in einer wässrigen Umgebung, aufgrund der Tendenz von Wasser, unpolare Gruppen oder Moleküle auszuschließen.
- "Polar" bedeutet, dass es innerhalb einer Gruppe von Molekülen zu einer Ladungsverschiebung kommt. Wasser ist eine polare Substanz, ebenso wie z.B. Salze. Daher lösen sich Salze gut in Wasser.
- "Unpolar" bedeutet, dass es innerhalb einer Gruppe von Molekülen zu keiner Ladungsverschiebung kommt. Fette sind unpolare Substanzen.
Hydrophob und hydrophil
Da es auf der Erde sehr viel Wasser gibt und es für das Leben eine zentrale Rolle spielt, werden Substanzen in der Naturwissenschaft (Biologie, Chemie, Physik) dahingehend untersucht, wie sie sich mit Wasser verhalten.
- Wenn sie sich leicht mit Wasser vermischen, werden sie als "hydrophil" bezeichnet (phil bedeutet so viel wie "anziehend, liebend").
- Wenn sie sich nicht oder nur sehr schwer mit Wasser mischen lassen, werden sie als hydrophob bezeichnet.
Wenn man zum Beispiel einen Tropfen Öl in eine Schale mit Wasser gießt, so schwimmt er oben auf dem Wasser. Öl ist hydrophob.
Selbst wenn man ein Glas je zur Hälfte mit Wasser und Öl mischt und kräftig schüttelt, entsteht zwar kurzzeitig eine Emulsion (eine trübe Mischung, weil sich das Öl kurzzeitig in sehr viele kleine Kügelchen zersetzt) - aber wenn man das Glas dann hinstellt und einige Zeit abwartet, trennen sich die beiden Substanzen wieder klar und deutlich erkennbar: die untere Hälfte besteht aus Wasser, die obere aus Öl.
- Das Substantiv von "hydrophob" lautet "Hydrophobie".
- Der Grad, wie stark eine Substanz hydrophob reagiert, nennt man Hydrophobizität.
- Wenn eine Oberfläche sehr stark wasserabweisend ist, spricht man auch von Superhydrophobie.
Hydrophoben Stoffe und Substanzen
Zu den hydrophoben Substanzen gehören:
- Fette
- Öle
- Wachs, Parafin
- Alkohole (außer Methanol, Ethanol und Propanol)
- Teflon (PTFE)
Hydrophobe Substanzen verhalten sich fast immer lipophil (fett-liebend), sie vermischen sich also recht gut mit Fetten und Ölen. Siehe dazu:
- Cholesterin (hydrophob)
- Triglyceride (hydrophob)
- Bilirubin (hydrophob)
Hydrophobe Oberflächen - Lotuseffekt
In der Industrie macht man sich hydrophobe Eigenschaften für vielfältige Einsatzmöglichkeiten zunutze. So werden zum Beispiel Kleidungsstücke oder Schuhe "imprägniert", das bedeutet, die Oberfläche wird mit einem speziellen Wachs oder Parafin behandelt.
Ein Extrembeispiel für eine hydrophobe Oberfläche ist die Oberfläche von Blättern und Blüten des Lotus. Diese ist rau und zusätzlich mit hydrophoben Substanzen bedeckt (beschrieben von W. Barthlott und C. Neinhuis in den 1990er Jahren). Durch diese Besonderheit weist sie Kontaktwinkel von über 160° auf, so dass Tropfen auf ihr fast rund sind. Von solchen Oberflächen perlt Wasser sehr gut ab. Aufliegende Schmutzpartikel werden sehr leicht weggespült. Dieser Effekt wird Lotuseffekt genannt, er wird zum Beispiel bei Brillen verwendet (die äußere Schutzschicht des Brillenglases hat dann einen sog. "Lotus-Effekt")
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