Словарь научных терминов
Лиофильность и лиофобность
ЛИОФИЛЬНОСТЬ И ЛИОФОБНОСТЬ (от греч. lyo -растворяю, philed - люблю и phobos - страх), характеристики межмолекулярного взаимодействия в-ва и среды (напр., воды, углеводорода), в к-рой оно находится. В случаях, когда средой служит вода, используют обычно термины "гидрофильность" и "гидрофобность" (от греч. hydor - вода), а если средой является углеводород (масло, жир) - термины "олео(или липо)фильность" и "олео(липо)фобность" (от лат. oleum и греч. lipos - масло). Если в-во и среда близки по строению молекул или молекулы в-ва сильно взаимод. со средой, напр. образуют водородные связи, то говорят о лиофильности, при слабом взаимод. в-ва и среды - о лиофобности. Мерой интенсивности межмол. взаимодействий может служить поверхностное натяжение g пов-сти раздела в-ва со средой; степень лиофильности тем выше, чем ниже g. Количеств. критерии перехода от лиофобности к лиофильности, характеристики и эксперим. методы определения степени Л. и л. зависят от строения изучаемой системы. Можно выделить: плоские пов-сти; частицы (порошки) и пористые тела; собственно дисперсные системы, прежде всего свободнодисперсные. Понятия Л. и л. могут быть отнесены также к молекулам и их частям. Так, молекулы поверхностно-активных веществ (ПАВ) образованы гидрофильными полярными группами и олеофильными углеводородными цепями; соотношение между этими частями молекул ПАВ определяет их гидрофильно-липофильный баланс (см. также Эмульсии). Л. и л. пов-сти твердого тела количественно характеризуется краевым углом смачивания q (в воздушной среде); этот угол измеряется внутри жидкости (см., напр., рис., а). Пов-сть лиофильна по отношению к нанесенной на нее жидкости при q < 90°. При этом поверхностное натяжение границы раздела твердого тела с жидкостью меньше, чем границы раздела твердое тело - воздух, и работы адгезии Wa и когезии Wk связаны соотношением Wa > Wk/2. Пов-сть тем более лиофильна, чем ниже q; на предельно лиофильных пов-стях, когда Wa / Wk, происходит растекание жидкости. При q > 90° и Wa < Wk/2 пов-сть лиофобна. Гидрофильными являются, напр., пов-сти оксидов металлов, силикатных и алюмосиликатных минералов, гидрофобными - пов-сти парафина, фторопластов (см. подробнее Гидрофобное взаимодействие).
http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/1/0/0/8100.jpeg
Смачивание водой гидрофильной - пов-ти (а) и избирательное смачивание oлeoфильной (гидрофобной) пов-ти (б); 1 - пов-сть твердого тела.

Углеводороды, имеющие низкую работу когезии, растекаются по большинству пов-стей (за исключением фторопластов), поэтому олеофобность и олеофильность м. б. охарактеризованы только по углу избирательного смачивания, к-рый измеряется при нанесении капли одной жидкости (напр., углеводорода) на пов-сть раздела твердого тела с другой жидкостью (водой; рис., б); угол q отсчитывается в более полярной жидкости (воде). Л. и л. отдельных частиц можно характеризовать их способностью удерживаться пов-стью жидкости (см. Флотация) или силами сцепления частиц при непосредств. контактировании в жидкости (см. Структурообразование в дисперсных системах), а порошка или дисперсной пористой структуры - скоростью и равновесной высотой пропитки жидкостью. При высокой уд. пов-сти порошков и пористых тел Л. и л. могут быть охарактеризованы их способностью адсорбировать пары жидкости, теплотами адсорбции и смачивания или соотношением теплот смачивания двумя жидкостями. Тепловые эффекты особенно велики для твердых тел, способных к сольватации средой и набуханию в ней; напр., для крахмала отношение теплот смачивания водой и углеводородом может достигать 20. Степень лиофильности м. б. также охарактеризована величиной "исключенного объема" жидкости (по изменению р-римости в ней разл. в-в в присут. твердых частиц), по увеличению гидродинамич. радиуса движущихся частиц; более детальные сведения о взаимод. пов-сти твердого тела со средой дают спектральные методы. Л. и л. дисперсных систем - понятия, к-рые первоначально использовались для описания обратимости коагуляции дисперсных систем и их чувствительности к действию малых добавок электролитов; лиофильными коллоидами наз. р-ры высокомол. в-в. По совр. определению, к лиофильным коллоидным системам (ЛФЛКС) относят термодинамически равновесные микрогетерог. системы, образование к-рых из макроскопич. фаз сопровождается понижением термодинамич. потенциала и может идти самопроизвольно (самопроизвольное диспергирование). Лиофобные системы термодинамически неравновесны вследствие значит. избытка энергии на пов-сти раздела дисперсная фаза - дисперсионная среда. Термодинамич. равновесность ЛФЛКС определяется компенсацией поверхностной энергии энтропийным фактором, связанным с участием частиц дисперсной фазы в тепловом (броуновском) движении. Такая компенсация осуществляется, если поверхностное натяжение межфазной пов-сти g12 меньше критич. величины gс = bkТ/d2, где k - постоянная Больцмана, Т - абс. т-ра, d - размер частиц, а коэф. b, зависящий от концентрации коллоидной системы, равен 5-10; при комнатной т-ре и d ~ 10-8 м, gс составляет сотые доли мДж/м2. В ЛФЛКС реализуется равновесное распределение частиц по размерам. Узкое распределение частиц по размерам и высокое равновесное содержание в-ва в коллоиднодисперсном состоянии (высокая коллоидная р-римость) характерны для дисперсий мицеллoобразующих ПАВ (см. Мицеллообразование); в этих дисперсиях уменьшение размеров частиц вызывает резкий рост поверхностного натяжения. Образование равновесной коллоидной системы при высокой мол. р-римости происходит в критич. системах. Лиофобные дисперсные системы образуются в результате конденсации в-ва из гомог. фазы (напр., из пересыщенного р-ра) или при диспергировании макроскопич. фаз путем мех. измельчения либо электрораспыления, что требует значит. затрат энергии. Возможно диспергирование и без внеш. воздействия ("квазисамопроизвольное" диспергирование). Так, если поверхностная энергия границ зерен в поликристаллич. твердом теле больше или равна удвоенной энергии границы раздела твердое тело - жидкость (условие Гиббса - Смита), жидкая фаза распространяется по границам зерен с образованием дисперсной системы, в к-рой частицы разделены тонкими (10-7-10-8 м) жидкими прослойками. Принципиальная термодинамич. неустойчивость лиофобных систем обусловливает протекание в них процессов, ведущих к изменению их строения и разрушению: коагуляции, коалесценции (см. Эмульсии, Пены), диффузионному переносу в-ва от малых частиц к более крупным, седиментации. При высокой лиофильности частиц система м. б. термодинамически устойчивой к коагуляции; если при этом в-во дисперсной фазы нерастворимо в дисперсионной среде, св-ва дисперсии сходны со св-вами ЛФЛКС, в частности подобные "псевдолиофильные" системы могут возникать путем пептизации гелей и скоагулированных осадков, близкой по природе к самопроизвольному диспергированию. Управление Л. и л. осуществляется хим. модифицированием пов-сти, напр. "прививкой" к пов-сти твердого тела лиофильных или лиофобных функц. групп, а также введением в систему ПАВ, изменяющих характер взаимод. на межфазной пов-сти. В зависимости от природы ПАВ возможна как частичная или полная лиофилизация, так и лиофобизация. Особенно эффективная лиофилизация достигается при образовании на пов-стях частиц т. наз. структурно-мех. барьера - плотных слоев низко- или высокомол. ПАВ, к-рые имеют лиофильную наружную пов-сть и способны противостоять мех. воздействию при приближении частиц друг к другу. Регулирование Л. и л. позволяет управлять св-вами пов-стей и дисперсных систем и широко используется во мн. областях техники и технологии. Понятие о Л. и л. введено в 1909 Г. Фрёйндлихом как обобщение понятия "гидрофильность и гидрофобность", предложенного Ж. Перреном в 1905; большой вклад в развитие учения о Л. и л. внесен М. Фольмером, П. А. Ребиндером, А. В. Думанским, Ф. Д. Овчаренко, Е. Д. Щукиным, А. И. Русановым и др. Лит.: Сумм Б. Д., Горюнов Ю. В., Физико-химические основы смачивания и растекания, М., 1976; Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. Респ. межвед. сборник, К., в. 11, 1978; там же, 1981, в. 13; там же, 1985, в. 17; Щукин Е. Д., Перцов А. В., Амелина Е. А., Коллоидная химия, М., 1982. А. В. Перцов.


3,4-toлуолдитиол L-лактатдегидрогеназа Лавандулол Лавеса фазы Лавсан Ладан Ладенбурга реакция Лазер Лазерная спектроскопия Лазерная химия Лазерные материалы Лазеры химические Лаки Лаки основные Лакокрасочные материалы Лакокрасочные покрытия Лактамы Лактиды Лакто3а Лактоны Ламинараны Ланолин Лантан Лантана xpomat Лантаниды Лантаноидорганические соединения Лантаноиды Ларвициды Лариксол Лассeня прoба Латекс натуральный Латексные краски Латексы синтетические Латуни Лауриновая кислота Левамизол Леводопа Левомицетин Леворин Левулиновая кислота Легирование Ледяные красители Лейко.. Лейкопоэза стимуляторы Лейкосоединения Лейкотриены Лейкоциты Лейцин Лекарственные средства Лекланше элемент Лектины Леннард-джонса потенциал Лесохимия Лестничные полимеры Летучесть Лецитины Лиазы Либермана реакция Лигазы Лигандов взаимное влияние Лигандообменная хроматография Лиганды Лигнин Лигносульфонаты Лигроин Лидокаин Лизергиновой кислоты диэтиламид Лизин Лизофосфолипиды Лизоцим Ликорин Лимациды Лимонен Лимонная кислота Линалоол Линейная передача энергии Линкомицин Линолевая кислота Линоленовая кислота Лиотропные ряды Лиофильность и лиофобность Липазы Липидные зонды Липидный бислой Липидпереносящие белки Липиды Липкие ленты Липоевая кислота Липоксигеназы Липопептиды Липополисахариды Липопротеины Липосомы Липотропин Литий Лития алюмогидрид Лития гидрид Лития гидроксид Лития карбонат Лития ниобат Лития нитрат Лития оксид Лития перхлорат Лития сульфат Лития танталат Лития фторид Лития хлорид Литол Литопон Литье под давлением Лкао-приближение Локальный анализ Лоссена реакция Лоуренсий Лошмидта постоянная Лутидины Льняное масло Люизит Люминесцентные индикаторы Люминесцентный анализ Люминесценция Люминол Люминометрическое число Люминофоры Лютеинизирующий гормон Лютеций Люцигенин Лёйкарта-валлаха реакция