Wenn schwache Bindungen stark binden können

 

Unter Intuition versteht man die Fähigkeit gewisser Leute,

eine Lage in Sekundenschnelle falsch zu beurteilen.

[Friedrich Dürrenmatt (1921-1990), Schweizer Schriftsteller]

 

Baumwolle (hydrophil, mit Wasser benetzbar)	Polypropylen (lipophil, bindet Fette und Öle, stösst Wasser ab, hydrophob)

Abbildung 65: Baumwolle- und Polypropylengewebe mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften

 

Moderne Unterwäsche aus Kunstfasern wie Polyethylen oder Polypropylen zeigt im Vergleich zu Baumwolle für Sportler hervorragende Eigenschaften. Sie bindet das Wasser vom Schweiss praktisch nicht, sondern lässt dieses nach Aussen verdunsten. Solche Textilien sind daher auf der Haut viel trockener als die mit Wasser gesättigte Baumwolle. Ein wesentlicher Nachteil der wasserabstossenden Gewebe besteht aber darin, dass sie schon nach einem Tag unangenehm zu riechen beginnen. Sie nehmen die lipophilen (fettlöslichen) Geruchstoffe des Schweisses auf und binden sie nur so stark, dass sie nicht rasch nach aussen verdunsten können (Physisorption). Bei mehrmolekularen Schichten sind die Teilchen recht schwach gebunden (Kohäsion).

 

 

 

 

 

Tabelle 11: Bindungen zwischen Molekülen

Intermolekulare Bindung	Bindungsenergie kJ/mol	Beispiel
Wasserstoffbrückenbindung  polare Bindung	10 - 25	Wasser auf einer Glasoberfläche
van der Waals’sche Bindung unpolare Bindung	5 - 8	Fett auf einem unolaren Kunststoff

 

Hydrophobe, unpolare Moleküle binden sich mit den als sehr schwach bekannten van der Waals’schen Bindungen auf Oberflächen. Da stellt sich die Frage, warum diese schwach gebundenen Moleküle so gut haften können, ja sie können oft gleich gut oder gar besser gebunden sein, als polare, hydrophile Moleküle, mit den viel stärkeren Wasserstoffbrücken. Die Antwort ist recht einfach. Die Bindung ist nicht nur eine Frage der Stärke der Einzelbindungen, der Qualität, sondern vor allem eine Frage der Summe aller Energien, mit denen sich ein Molekül bindet – der Quantität..

 

Skelett mit 1 COOH- Gruppe (polar) 14 CH2-Gruppen (unpolar) 1 CH3-Gruppe (unpolar)	Polare Bindung mit COOH: H-Brücke (dunkelblau) 1 x 20 kJ/mol Dipolbindung (hellblau) 1 x 10 kJ/mol total: 30 kJ/mol
	Unpolare Bindung mit CH2-Gruppen: (erste Gruppe nach der COOH-Gruppe nicht gerechnet) 12 x Bindung mit H (türkis) 12 x 5 kJ/mol total : 60 kJ/mol

Abbildung 67: Stearinsäure (C₁₆H₃₂O₂)

 

An schwach polaren Oberflächen können somit unpolare Moleküle polare verdrängen. Man spricht dann von Umnetzung, einem Austausch hydrophil zu hydrophob oder umgekehrt[1].

 

Fette, Öle, Seifen, Graphit, Molybdändisulfid (MoS₂), Wolframdisulfid (WS₂) oder Teflon (-CF₂-), um nur einige zu nennen, werden heute als Gleit- und Schmiermittel verwendet, um die Reibung zu verringern.