Гидрофильность и гидрофобность

Гидрофи'льность и гидрофо'бность, понятия, характеризующие сродство веществ или образованных ими тел к воде: это сродство обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия. Слова «гидрофильный» и «гидрофобный» могут относиться в равной степени к веществу, к поверхности тела и к тонкому (в пределе — толщиной в одну молекулу) слою на границе раздела фаз (тел). Г. и г. — частный случай лиофильности и лиофобности — характеристик молекулярного взаимодействия веществ с различными жидкостями.

  Общей мерой гидрофильности служит энергия связи молекул воды с поверхностью тела; её можно определить по теплоте смачивания, если вещество данного тела нерастворимо. Гидрофобность следует рассматривать как малую степень гидрофильности, т.к. между молекулами воды и любого тела всегда будут действовать в большей или меньшей степени межмолекулярные силы притяжения. Г. и г. можно оценить по растеканию капли воды на гладкой поверхности тела. На гидрофильной поверхности капля растекается полностью, а на гидрофобной — частично, причём величина угла между поверхностями капли и смачиваемого тела зависит от того, насколько данное тело гидрофобно. Гидрофильны все тела, в которых интенсивность молекулярных (атомных, ионных) взаимодействий достаточно велика. Особенно резко выражена гидрофильность минералов с ионными кристаллическими решётками (например, карбонатов, силикатов, сульфатов, глин и др.), а также силикатных стекол. Гидрофобны металлы, лишённые окисных плёнок, органические соединения с преобладанием углеводородных групп в молекуле (например, парафины, жиры, воски, некоторые пластмассы), графит, сера и др. вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием.

  Понятия Г. и г. применимы не только к телам или их поверхностям, но и к единичным молекулам или отдельным частям молекул. Так, в молекулах поверхностно-активных веществ различают гидрофильные (полярные) и гидрофобные (углеводородные) группы. Гидрофильность поверхности тела может резко измениться в результате адсорбции таких веществ.

  Повышение гидрофильности называют гидрофилизацией, а понижение — гидрофобизацией. Оба эти явления играют важную роль при обогащении руд методом флотации. В текстильной технологии гидрофилизация тканей (волокон) необходима для успешного крашения, беления, стирки и т.д., а гидрофобизация — для придания тканям водостойкости и непромокаемости (см. Гидрофобные покрытия).

Гидрофильные коллоиды

Гидрофи'льные колло'иды, дисперсные системы, в которых диспергированное вещество взаимодействует с дисперсной средой (водой). См. Гидрофильность и гидрофобность.

Гидрофиты

Гидрофи'ты (от гидро... и греч. phýton — растение), водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду только нижними своими частями. Г. обитают по берегам рек, озёр, прудов и морей, а также на болотах и заболоченных лугах (т. н. гелофиты). Некоторые Г. могут расти на влажных полях в качестве сорняков, как, например, частуха, тростник и др. Корневая система у Г. хорошо развита и служит как для проведения воды и растворённых в ней питательных веществ, так и для укрепления растений на местах их обитания. В отличие от гидатофитов, Г. имеют хорошо развитые механические ткани и сосуды, проводящие воду. В тканях Г. много межклетников и воздушных полостей, по которым доставляется воздух в нижние части растения, т.к. в воде меньше кислорода, чем в воздухе. Из культурных растений к Г. относится рис. Многие Г., участвуя в процессе зарастания водоёмов, являются торфообразователями. Некоторые Г., особенно среди однодольных растений, служат кормом для скота. См. также Водные растения.

Гидрофицированная крепь

Гидрофици'рованная крепь, гидравлическая крепь, горная крепь, в которой работа несущих элементов (стоек), передвижение крепи, перемещение перекрытий, защитных кожухов и вспомогательных узлов осуществляются с помощью гидравлических устройств. См. Механизированная крепь.

Гидрофобия

Гидрофо'бия (от гидро... и греч. phóbos — боязнь, страх), водобоязнь, устаревшее название бешенства.

Гидрофобные коллоиды

Гидрофо'бные колло'иды, дисперсные системы, в которых диспергированное вещество не взаимодействует с дисперсной средой (водой). См. Гидрофильность и гидрофобность.

Гидрофобные покрытия

Гидрофо'бные покры'тия, тонкие слои несмачивающихся водой веществ на поверхности гидрофильных материалов. Г. п. часто называют водоотталкивающими, что неправильно, т.к. молекулы воды не отталкиваются от них, а притягиваются, но крайне слабо (см. Гидрофильность и гидрофобность). Г. п. в виде мономолекулярных слоев (адсорбционных ориентированных слоев толщиной в одну молекулу) или плёнок типа лаковой получают обработкой материала растворами, эмульсиями или (реже) парами гидрофобизаторов — веществ, слабо взаимодействующих с водой, но прочно удерживающихся на поверхности. В качестве гидрофобизаторов применяют соли жирных кислот и таких металлов, как медь, алюминий, цирконий и др., катионоактивные поверхностно-активные вещества, низко- и высокомолекулярные кремнийорганические и фторорганические соединения.

  Г. п. служат для защиты различных материалов (металла, древесины, пластмасс, кожи, тканых и нетканых волокнистых материалов) от разрушающего действия воды или намокания. Особенно широко их применяют в машиностроении, строительстве и текстильном производстве.

Гидрофобный цемент

Гидрофо'бный цеме'нт, гидрофобный портландцемент, гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в результате тонкого измельчения портландцементного клинкера (см. Портландцемент) совместно с гипсом и гидрофобизующей добавкой (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, окисленный петролатум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др.). Добавка, вводимая в количестве 0,1—0,3% от массы цемента, образует на поверхности его частиц тончайшие (мономолекулярные) гидрофобные плёнки, уменьшающие гигроскопичность цемента и поэтому предохраняющие его от порчи при длительном хранении даже в условиях повышенной влажности. Бетоны и растворы на Г. ц. отличаются меньшим водопоглощением, большей морозостойкостью и водонепроницаемостью, чем на обычном цементе, Наряду с портландцементом, можно гидрофобизировать также шлаковые, глиноземистые и др. виды цемента.

  М. И. Хигерович.