Wat zijn hydrofiele en hydrofobe stoffen

Inleiding

Als je probeert om water met olie te mengen, zal je zien dat dit moeilijkg gaat. Ook boven op de soep drijven druppeltjes olie: ze mengen niet met de rest op de soep. Dit heeft alles te maken met hydrofiele en hydrofobe stoffen. Toch zijn er ook manieren om water en olie wel te mengen, denk bijvoorbeeld aan shampoo. Shampoo zorgt ervoor dat het vet en vuil uit je haar verdwijnt. Het spoelt weg met water. Maar wat zijn hydrofiele en hydrofobe stoffen eigenlijk? Waar komt de naam vandaan? Wat zijn de kenmerken van een hydrofobe of hydrofiele stof?

Hydrofiele stoffen

Om te begrijpen wat hydrofiele stoffen zijn, is het belangrijk om naar de oorsprong van de term te kijken. Hydrofiel komt uit het Grieks en is een samenstelling van de woorden hudor en filos. Hudor (υδωρ) betekent water, filos (φιλος) betekent vriend. Een hydrofiele stof is dus bevriend met water. Het is iets dat ‘van water houdt’.

Daarom lossen hydrofiele stoffen ook goed op in water. Een van de redenen waarom ze dit kunnen, is omdat ze waterstofbruggen kunnen vormen. Waterstofbruggen zijn verbindingen tussen waterstofmoleculen met zuurstofmoleculen en stikstofmoleculen. Stoffen die waterstofbruggen kunnen vormen, zijn dan ook per definitie hydrofiel.

Hydrofobe stoffen

Net zoals de term hydrofiel, komt ook de term hydrofoob uit het Grieks. Het woord is een samenstelling van de woorden hudor (υδωρ)  en fobos (φοβος). Hudor betekent hier nog steeds water, fobos betekent angst of vrees. Een hydrofobe stof is dus bang voor water, oftewel watervrezend.

Hydrofobe stoffen lossen niet of nauwelijks op in water. Voorbeelden van hydrofobe stoffen zijn vetten en oliën, deze zijn per definitie hydrofoob.  De oorzaak dat hydrofobe stoffen niet met hydrofiele stoffen mengen, heeft te maken met de polariteit van een molecuul.

Als een molecuul polair is, zoals water, is een deel van het molecuul positiever geladen dan het andere deel van het molecuul.  Een apolair molecuul heeft geen positieve of negatieve kant. Twee apolaire stoffen kunnen onderlinge bindingen vormen. Twee polaire stoffen kunnen onderling bindingen vormen. Een apolaire stof en een polaire stof kunnen dat niet. Daarom lossen hydrofobe stoffen niet goed op in hydrofiele stoffen. 

Emulgator

Een hydrofiele stof kan toch gemengd worden met een hydrofobe stof, zoals olie. Hier is echter een emulgator voor nodig. Een emulgator zorgt ervoor dat twee stoffen mengen die normaal gesproken moeilijk of niet mengbaar zijn.

Een emulgator bestaat uit een hydrofiel en een hydrofoob deel. Een emulgatordeeltje nestelt zich tussen de hydrofiele en hydrofobe stoffen. Het hydrofiele deel van de emulgator verbindt zich met de hydrofiele stof. Het hydrofobe deel doet hetzelfde met de hydrofobe stof. Daardoor ontstaat er een binding tussen beide stoffen. 

Vuistregels

Als vuistregel voor het oplossen van stoffen kan je het volgende onthouden:

• Hydrofiele stoffen lossen goed op in andere hydrofiele stoffen
• Hydrofobe stoffen lossen goed op in andere hydrofobe stoffen
• Hydrofiele stoffen lossen slecht op in hydrofobe stoffen en andersom

Conclusie

Een hydrofiele stof is een stof die van water houdt. De stof lost goed op in water en is polair. Een hydrofobe stof is een stof die water vreest. Deze stof lost niet goed op in water en is apolair. Voorbeelden van apolaire stoffen zijn oliën en vetten. 

Een emulgator is een stof die zorgt dat 2 slecht mengbare stoffen wel met elkaar mengen. Dit gebeurt aan de hand van een hydrofiel en een hydrofoob deel van de emulgator. 

Als vuistregel moet je onthouden dat een soort stof goed oplost in dezelfde soort stof. Maar dat deze stof niet goed oplost in de stof van de andere soort.