Obraz0 (40)

156

o-^H-°_x

e%< c-ch₃

O -H-Cr

dimer utworzony przez połączenie dwóch cząsteczek kwasu octowego wiązaniami wodorowymi

Ćwiczenie 9.2. Rozpuszczalność kwasów karboksylowych w wodzie jest podobna do rozpuszczalności alkoholi o tej samej liczbie atomów węgla. Kwasy do C₄ mieszają się z wodą w każdym stosunku ale przedłużanie łańcucha powyżej C₄ gwałtownie zmniejsza rozpuszczalność. Przypomnij sobie wiadomości z rozdz. 6.2 i dokładnie wytłumacz, dlaczego przedłużanie łańcucha węglowego zmniejsza rozpuszczalność kwasów karboksylowych w wodzie.

9.4. Dlaczego mydło myje?

Mydło jest mieszaniną soli sodowych tzw. kwasów tłuszczowych. Są to kwasy otrzymywane przez hydrolizę tłuszczów (rozdz. 10.2). Te długołańcu-chowe kwasy są nierozpuszczalne w wodzie, ale ich sole sodowe i potasowe rozpuszczają się dobrze. Sole kwasów tłuszczowych z innymi metalami są w wodzie nierozpuszczalne. Osady powstające z mydła w tzw. twardej wodzie (jest to woda zawierająca jony wapniowe) składają się z wapniowych soli kwasów tłuszczowych.

Ćwiczenie 9.3. Czy potrafisz wytłumaczyć, dlaczego sodowe sole nierozpuszczalnych w wodzie kwasów tłuszczowych są rozpuszczalne? Jeśli nie, to przeczytaj jeszcze raz rozdz. 6.2 i 6.4.

W rozcieńczonych roztworach mydła znajdują się hydratowane kationy sodowe i aniony, których hydratacja jest ograniczona tylko do ich polarnych końców, czyli do grup COO”. W miarę wzrostu stężenia sytuacja taka staje się coraz bardziej niekorzystna, bo wzrastająca ilość hydrofobowych grup alkilowych wymaga rozerwania coraz większej liczby wiązań wodorowych między cząsteczkami wody. To niekorzystne działanie może być zmniejszone przez połączenie anionów w skupiska, nazywane micelami. Są to kuliste a-gregaty, w których można wyróżnić niepolame wnętrze, otoczone hydrato-wanymi grupami COO”. Hydrofobowe łańcuchy są schowane w środku mi-celi i nie kontaktują się z wodą

HjO    H2O

COO‘Na*    COO-Na*

Rys. 9.1. Schemat miceli, utworzonej przez sodową sól kwasu tłuszczowego w wodzie

Powstawanie miceli oznacza, że w wodnych roztworach mydła grupy hydrofobowe gromadzą się blisko siebie, tak jakby działały między nimi siły przyciągania. W takim rozumieniu mówi się o oddziaływaniu hydrofobowym. Jest to jedno z najważniejszych i najbardziej powszechnych oddziaływań w przyrodzie. Oddziaływanie hydrofobowe jest jednym z czynników odpowiedzialnych za powstawanie błon komórkowych i za konformacje cząsteczek białkowych.

Substancje hydrofobowe rozpuszczają się w niepołamych rozpuszczalnikach, takich jak węglowodory łub tłuszcze. Z tego powodu hydrofobowe fragmenty cząsteczek bywają nazywane grupami lipofilowymi (gr. lipos -tłuszcz). Cząsteczki mydła są amfifilowe, bo zawierają fragmenty lipo- i hydrofilowe. Wynika z tego zdolność mydła do emulgowania tłuszczów, czyli do tworzenia emulsji wodno-tłuszezowych.

Emulsją nazywamy układ złożony z wody i cieczy nie mieszającej się z wodą. Najczęściej spotykamy emulsje tłuszczów (mleko, majonezy). W emulsji nie mieszająca się z wodą ciecz jest rozdrobniona na mikroskopijne kropelki i dlatego nie oddziela się w postaci osobnej warstwy.