Hidrófilo

Un hidrófilo o hidrofílico es una molécula u otra entidad molecular que es atraída por las moléculas de agua y tiende a ser disuelta por el agua.

Por el contrario, los hidrófobos no se sienten atraídos por el agua y puede parecer que los repele. Los higroscópicos son atraídos por el agua, pero el agua no los disuelve.

Moléculas

Una molécula hidrófila o parte de una molécula es aquella cuyas interacciones con el agua y otras sustancias polares son termodinámicamente más favorables que sus interacciones con el aceite u otros disolventes hidrófobos. Por lo general, están polarizados por carga y son capaces de formar enlaces de hidrógeno. Esto hace que estas moléculas sean solubles no solo en agua sino también en otros solventes polares.

Las moléculas hidrofílicas (y porciones de moléculas) pueden contrastarse con las moléculas hidrofóbicas (y porciones de moléculas). En algunos casos, las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas ocurren en una sola molécula. Un ejemplo de estas moléculas anfifílicas son los lípidos que componen la membrana celular. Otro ejemplo es el jabón, que tiene una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica, lo que le permite disolverse tanto en agua como en aceite.

Las moléculas hidrofílicas e hidrofóbicas también se conocen como moléculas polares y moléculas no polares, respectivamente. Algunas sustancias hidrófilas no se disuelven. Este tipo de mezcla se llama coloide.

Una regla general aproximada para la hidrofilicidad de los compuestos orgánicos es que la solubilidad de una molécula en agua es superior al 1 % en masa si hay al menos un grupo hidrófilo neutro por 5 carbonos, o al menos un grupo hidrófilo cargado eléctricamente por 7 carbonos.

Las sustancias hidrófilas (p. ej., las sales) parecen atraer el agua del aire. El azúcar también es hidrofílico y, al igual que la sal, a veces se usa para extraer agua de los alimentos. El azúcar rociado sobre la fruta cortada "sacará el agua" a través de la hidrofilia, haciendo que la fruta se vuelva blanda y húmeda, como en una receta común de compota de fresa.

Quimicos

Los productos químicos hidrófilos líquidos combinados con productos químicos sólidos se pueden utilizar para optimizar la solubilidad de los productos químicos hidrófobos.

Productos químicos líquidos

Los ejemplos de líquidos hidrofílicos incluyen amoníaco, alcoholes, algunas amidas como la urea y algunos ácidos carboxílicos como el ácido acético.

Alcoholes

Los grupos hidroxilo (-OH), que se encuentran en los alcoholes, son polares y, por lo tanto, hidrofílicos (le gusta el agua), pero su porción de cadena de carbono no es polar, lo que los hace hidrofóbicos. La molécula se vuelve cada vez más en general más no polar y, por lo tanto, menos soluble en el agua polar a medida que la cadena de carbono se vuelve más larga. El metanol tiene la cadena de carbono más corta de todos los alcoholes (un átomo de carbono), seguido del etanol (dos átomos de carbono) y el 1-propanol junto con su isómero 2-propanol, todos ellos miscibles con agua. El alcohol terc-butílico, con cuatro átomos de carbono, es el único entre sus isómeros miscible con agua.

Productos químicos sólidos

Ciclodextrinas

Las ciclodextrinas se utilizan para fabricar soluciones farmacéuticas mediante la captura de moléculas hidrofóbicas como huéspedes invitados. Debido a que los compuestos de inclusión de ciclodextrinas con moléculas hidrofóbicas pueden penetrar en los tejidos corporales, estos pueden usarse para liberar compuestos biológicamente activos bajo condiciones específicas. Por ejemplo, la testosterona forma un complejo con hidroxipropil-beta-ciclodextrina (HPBCD); se logró una absorción del 95 % de la testosterona en 20 minutos a través de la vía sublingual, pero la HPBCD no se absorbió, mientras que la testosterona hidrofóbica generalmente se absorbe menos del 40 % a través de la vía sublingual. vía sublingual.

Filtración por membrana

La filtración por membrana hidrófila se utiliza en varias industrias para filtrar diversos líquidos. Estos filtros hidrofílicos se utilizan en los campos médico, industrial y bioquímico para filtrar elementos como bacterias, virus, proteínas, partículas, medicamentos y otros contaminantes. Las moléculas hidrofílicas comunes incluyen coloides, algodón y celulosa (de la que se compone el algodón).

A diferencia de otras membranas, las membranas hidrofílicas no requieren humectación previa: pueden filtrar líquidos en su estado seco. Aunque la mayoría se utilizan en procesos de filtración a baja temperatura, muchas telas de membrana hidrofílicas nuevas se utilizan para filtrar líquidos y fluidos calientes.