Hidrofilik adalah segmen molekul atau senyawa yang ditandai dengan memiliki afinitas yang kuat untuk air dan pelarut polar. Secara etimologis berarti ‘pecinta air’, yang mengandung arti bahwa seorang hidrofil akan mampu melarutkan atau berinteraksi secara efisien dengan molekul air.
Oleh karena itu, zat hidrofilik cenderung larut atau bercampur dengan air. Namun, hidrofilisitas, yaitu afinitasnya terhadap air dan pelarut polar lainnya, tidak hanya terkait dengan kelarutan itu sendiri, tetapi juga dengan tingkat keterbasahan yang ada antara air dan permukaan zat atau bahan tersebut.
Kaca adalah bahan hidrofilik karena mudah basah dan tetesan yang menempel di atasnya menjadi rata atau meluncur ke bawah. Sumber: Pexels.
Dengan demikian, permukaan hidrofilik lebih mudah basah atau lembab daripada yang hidrofobik, yang membenci atau menolak air. Yang pertama meratakan tetesan air dalam barisan, sedangkan yang kedua membuatnya bulat dan menonjol. Visualisasi tetes ini adalah salah satu faktor utama untuk membedakan bahan hidrofilik dari bahan hidrofobik.
Konsep hidrofilisitas sangat penting untuk memahami kimia permukaan, larutan, antarmuka, dan karakter amfifilik zat seperti protein dan asam lemak.
Penggunaan istilah hidrofilik
Istilah ‘hidrofilik’ dan ‘hidrofilik’ mengacu pada molekul dan bagian strukturalnya. Namun, ‘hidrofilik’ digunakan terutama untuk merujuk pada molekul atau senyawa apa pun yang memiliki afinitas tinggi terhadap air.
Oleh karena itu, kita berbicara tentang molekul hidrofilik atau hidrofilik, jika afinitasnya terhadap air sangat tinggi menurut pertimbangan tertentu. Misalnya, sukrosa adalah senyawa hidrofilik, yang sama dengan mengatakan bahwa itu adalah hidrofilik, karena kristalnya mudah larut dalam volume air berapa pun .
Molekul tersebut mungkin memiliki segmen atau bagian struktural hidrofilik, yang mungkin dibentuk oleh kerangka karbon, atau hanya oleh gugus polar. Ketika datang ke suatu kelompok, kita biasanya mengatakan bahwa itu adalah kelompok hidrofilik, yang berkontribusi pada hidrofilisitas molekul atau permukaan tempat ia berada.
Biasanya, ‘hidrofilik’ digunakan lebih sering daripada ‘hidrofilik’, karena yang terakhir ini biasanya digunakan sebagian besar untuk molekul atau senyawa yang sepenuhnya hidrofilik; yaitu, mereka tidak memiliki daerah hidrofobik dalam struktur molekulnya. Hal ini terutama benar ketika menggambarkan makromolekul atau padatan polimer.
Sifat-sifat zat hidrofilik
kovalen
Zat hidrofilik adalah senyawa kovalen, yang berarti bahwa unit mereka terdiri dari molekul dan bukan jaringan ion. Oleh karena itu, meskipun garam cenderung sangat larut dalam air, bahkan lebih daripada banyak hidrofil, mereka biasanya tidak ditetapkan seperti mereka tidak terdiri dari molekul.
Di sisi lain, tidak semua garam larut dalam air, seperti perak klorida, AgCl, sehingga tidak dapat diklasifikasikan sebagai hidrofilik.
Polaritas
Agar molekul menjadi hidrofilik, ia harus memiliki polaritas tertentu. Ini hanya mungkin jika ia memiliki gugus polar dalam strukturnya seperti -OH, -SH, -NH 2 , -COOH, dll., sehingga mereka berkontribusi pada momen dipol permanennya dan, oleh karena itu, pada hidrofilisitasnya.
Interaksi
Hidrofil diakui di atas senyawa lain karena kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Perhatikan bahwa gugus kutub yang disebutkan di atas memiliki kemampuan untuk mendonorkan hidrogen atau menerimanya untuk membentuk jembatan semacam itu, yang merupakan jenis khusus interaksi dipol-dipol.
Keadaan padat
Hidrofil dapat berupa zat gas, cair atau padat, dua yang terakhir adalah yang paling umum.
Cairan hidrofilik dapat bercampur dengan air, jadi tidak ada dua fase yang akan terlihat saat dicampur.
Sementara itu, padatan hidrofilik larut dalam air atau sangat mudah menyerapnya; tetapi juga, beberapa memiliki kemampuan untuk menjadi basah atau lembab tanpa larut sama sekali, karena meskipun permukaannya hidrofilik, massa interiornya tidak seluruhnya. Ini adalah kasus dengan banyak bahan polimer, seperti silikon yang dimodifikasi secara kimia.
Permukaan hidrofilik
Permukaan hidrofilik adalah subjek studi kimia permukaan. Mereka tidak larut dalam air, tetapi mereka bisa basah dan meratakan tetesan air yang mengendap di atasnya. Ini karena mereka memiliki kelompok hidrofilik eksternal yang secara efisien berinteraksi dengan molekul air.
Tetesan air membentuk sudut kontak kurang dari 90ยบ dengan permukaan hidrofilik, yang sama dengan mengatakan bahwa ia akan memiliki bentuk yang rata, tidak terlalu bulat atau bulat.
Sedemikian rupa sehingga tetesan akhirnya mengembang dan mengalir seperti barisan cairan. Misalnya, sifat ini digunakan untuk mencegah kabut berkabut di permukaan, karena hampir tidak tersentuh oleh air yang mengembun dan meluncur ke bawah.
Kulit kita hidrofilik, karena di atasnya tetesan cenderung rata dan meluncur; kecuali bila diolesi minyak atau krim. Kemudian tetesan air akan berbentuk bulat dan tegas, karena permukaan untuk sementara menjadi hidrofobik.
Contoh zat hidrofilik
Amonia
Amonia, NH 3 , bersifat hidrofilik karena molekulnya dapat membentuk berbagai ikatan hidrogen dengan air. Ini membuatnya sangat larut dalam air baik dalam keadaan gas maupun cair.
Asam oksalat
Asam oksalat, H 2 C 2 O 4 , bersifat hidrofilik, karena padatannya sangat larut dalam air karena ikatan hidrogen yang dapat terbentuk dengan dua gugus -COOH-nya.
metanol
Metanol, CH 3 OH, bersifat hidrofilik berkat gugus OH-nya.
alkohol
Alkohol umumnya merupakan zat hidrofilik, asalkan kerangka karbonnya tidak terlalu besar. Misalnya, 1-propanol dan 2-propanol dapat bercampur dengan air, tetapi tidak demikian dengan 1-butanol, yang daya larutnya berkurang karena rantai karbonnya yang lebih panjang.
Pati
Pati adalah contoh polimer hidrofilik, karena unit glukosanya memiliki beberapa gugus OH yang dengannya ia membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air.
Kayu
Kayu bersifat hidrofilik dan, meskipun tidak larut dalam air, kayu cepat basah jika tidak diberi pelapis hidrofobik.
protein
Protein memiliki gugus polar yang erat hubungannya dengan air. Oleh karena itu, interaksinya dengan molekul air menjadi efisien. Namun, ini tidak berarti bahwa semua protein larut dalam air, karena strukturnya (tersier dan kuaterner) memainkan peran mendasar dalam proses pelarutan tersebut.
Kaca
Kaca adalah bahan hidrofilik karena, meskipun tidak terdiri dari molekul tetapi jaringan tiga dimensi SiO 2 , atom oksigennya dapat menerima ikatan hidrogen dari air. Inilah alasan mengapa kacamata kaca berkeringat di lingkungan yang lembab.
Referensi
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia Organik . ( edisi ke- 10 .). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Kimia Organik . (Edisi keenam). Bukit Mc Graw.
- Morrison dan Boyd. (1987). kimia organik . (Edisi kelima). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Wikipedia. (2020). hidrofil. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- David L.Chandler. (16 Juli 2013). Dijelaskan: Hidrofobik dan hidrofilik. Dipulihkan dari: news.mit.edu
- paling gel. (2020). Bahan Hidrofilik. Dipulihkan dari: gelest.com
- Ahmad Darem dkk. (5 September 2018). Bahan hidrofilik dan hidrofobik dan kegunaannya. Taylor & Fransiskus Online. doi.org/10.1080/15567036.2018.1511642