Interacción de solutos no polares en agua: propiedades termodinámicas y estructurales

Abstract

La interacción hidrofóbica desde sus orígenes recientes, su comportamiento atípico y su presencia en sistemas de muy diferente tipo hace que su estudio sea extremadamente interesante. La que quizás sea la primer mención e interpretación del efecto hidrofóbico fue hecha por Frank y Evans en 1945 quienes hablan del comportamiento anómalo de la entropía de vaporización de solutos no polares en agua, así como el gran efecto de la temperatura sobre el comportamiento de estos solutos no polares en agua. Lo que resulta interesante de este trabajo es que realmente hacen una interpretación del efecto a través de conjuntos de datos experimentales obtenidos de trabajos de diversos autores. Ellos postulan la existencia de estructura en torno al soluto no polar, sugiriendo la formación de “icebergs” y que estos aumentan su tamaño cuando aumenta el tamaño de soluto no polar. También logran conectar a partir de un trabajo de Butler que la solubilidad de las sustancias polares disminuye si presentan grupos no polares. Notablemente mencionan sentirse tentados a especular sobre factores de este tipo en sistemas del origen biológico, donde las soluciones acuosas tienen sustancias que poseen grupos no polares. Lo interesante de este último comentario, es que es precursor de lo que consideramos como la formulación actual de la interacción hidrofóbica, la cual es introducida por primera vez por Kauzmann [3] en 1959, con un argumento orientado al rol que juegan estas fuerzas en el plegamiento de las proteínas. A pesar de que el efecto hidrofóbico hizo su presentación en sociedad hace algo más de 6 décadas, no existe una comprensión completa del fenómeno en todos sus aspectos como tampoco modelos que lo describan correctamente en plenitud. La ventaja que presenta el intentar en la actualidad construir un modelo para describir este efecto es que se cuenta con una gran cantidad de resultados experimentales que permiten contrastar el modelo.