Polaritet |
Andre navne: Polær/upolær, hydrofil/lipofil, vandopløseligt/fedtopløseligt. (Eng.: Polarity, fat soluble, lipophilic, hydrophilic)
Stoffer kan være:
Upolære - kaldes også lipofile (fedtelskende) dvs. fedtopløselige.
Polære - kaldes også hydrofile (vandelskende) dvs. vandopløselige.
Amfipatiske - stoffer som er både det ene og det andet.
Eksempel
på upolære stoffer: Carbonhydrider som: Alkaner.
Eksempel på polære stoffer:
Vand, ioner, kortkædede carboxylsyrer og aminer, samt ionforbindelser.
Eksempler på amfipatiske molekyler: Fedtsyrer eller
phospholipider.
Polariteten i et molekyle opstår pga forskelle i elektronegativitet mellem de atomer, som danner de kovalente bindinger. Molekyler kan derfor i deres opbygning indeholde grupper, som er helt eller delvist elektrisk ladede og derved skaber en ladningsforskydning. Det kan være regulære ionforbindelser som salte eller stoffer som indeholder polære grupper. Eksempler på det første er opløst salt af natriumacetat. Eksempel på det sidste er vand, som er polært fordi vandmolekylet har en intramolekylær ladningsforskydning. Oxygenatomet i vand tiltrækker molekylets elektronsky således, at oxygenatomet er lidt elektrisk negativt (δ-) og hydrogenatomerne er lidt elektrisk positive (δ+). I figuren angiver de røde pile retningen af ladningsforskydningen.
Ladningsforskydningen i et vandmolekyle
Polariteten har stor betydning for hvordan stoffer vekselvirker med
hinanden, fx opbygningen af cellemembraner,
fordeling af stoffer mellem forskellige faser, eksempelvis ved
ekstraktion,
foldningen af proteiner, hvordan stoffer bindes til det aktive site i
enzymlommer. Polariteten har også betydning for hvor
vitaminer forekommer i fødevarer, idet vitaminer
kan være fedtopløselige eller vandopløselige.
Stoffer kan have forskellig opløselighed i forskellige opløsningsmidler. Det
skyldes forskelle i deres polaritet. Et eksempel på dette, er fedt der er upolært
som ikke er
blandbart med vand der er polært, det er derfor fedtperler ses på overfladen af
suppen.
Stoffers polaritet har bl.a. betydning for
om forskellige opløsningsmidler kan blandes med hinanden, eller hvilket
opløsningsmiddel der skal anvendes hvis man ønsker at opløse et stof. Et polært
opløsningsmiddel som vand er velegnet til opløsning af salte, mens et upolært
opløsningsmiddel som petroleumether er velegnet
til opløsning af fedtstoffer.
En gruppe af
stoffer er både polære og upolære, dvs. amfipatiske, idet de i molekylets opbygning indeholder
både polære og upolære grupper, et eksempel på disse er carboxylsyrer som
fedtsyrer eller
phospholipider, som både indeholder en polær gruppe som fx
phosphatidylcholin, og lange upolære sidekæder bestående af fedtsyrerester.
Figuren viser carboxylsyren, tetradecansyre
som eksempel.
Carboxylsyre som eksempel på et amfipatisk molekyle
Opløsninger som består af flere forskellige opløsningsmidler, normalt er det
lettest at blande opløsningsmidler med samme polaritet, med andre ord: Ens elsker ens
(Eng.: Like likes like). Der kan dog godt laves en blanding som samtidig
indeholder både meget polære og upolære væsker, hvis der tilsættes en tredje komponent som
både indeholder polære og upolære grupper. På den måde kan en blanding af
hexan (upolært) og vand (polært)
fremstilles, hvis der samtidig tilsættes
propan-2-ol (amfipatisk) til blandingen. Et eksempel
på en sådan blanding er: Hexan/propan-2-ol/vand 60/80/12 v/v (Jensen et al.
1991).
Symmetri
Et molekyle som indeholder meget
elektronegative atomer kan godt være upolært, hvis molekylet samtidigt er meget
symmetrisk. Et eksempel er tetrachlormethan. På grund af symmetrien
modvirker de elektronegative chloratomer, deres individuelle elektrontiltrækkende
effekt, resultatet er samlet set at molekylet er upolært.
Se også: Overfladeaktive stoffer og carboxylsyrers syrestyrke.
Jensen, M.T., Knudsen, J. and Olsen, J.M. 1991. A novel aminoglycophingolipid in Chlorobium limicola f. thiosulfatophilum 6230. Arch. Microbiol. 156:248-254.
BioSite 1/3,20; 3/4,20