Molekul hidrofobik adalah molekul yang tidak larut dalam air. Oleh karena itu, molekul-molekul ini menolak molekul air. Molekul hidrofobik ini disebut hidrofob. Hidrofobisitas menggambarkan berapa banyak molekul hidrofobik.
Molekul hidrofobik bersifat hidrofobik karena non-polaritasnya; dengan kata lain, molekul hidrofobik adalah nonpolar. Oleh karena itu, molekul hidrofobik sering terdiri dari gugus hidrokarbon rantai panjang yang dapat membuat molekul nonpolar.
Ketika molekul hidrofobik ditambahkan ke air, molekul-molekul ini cenderung membentuk misel, yang tampak seperti rumpun, untuk memiliki kontak minimal dengan air. Namun, molekul air mengatur sekitar gumpalan ini untuk membentuk sangkar.
Ketika rumpun ini terbentuk, ikatan hidrogen antara molekul air dipecah, membuat ruang untuk rumpun. Ini adalah reaksi endotermik karena ikatan kimia dipecah. Selain itu, pembentukan rumpun menyebabkan entropi sistem menurun.
Menurut hukum termodinamika,
ΔG = ΔH – TΔS
Dimana ΔG adalah energi bebas Gibbs
ΔH adalah perubahan entalpi
T adalah suhu
ΔS adalah perubahan dalam entropi.
Ketika molekul hidrofobik ditambahkan ke air, ΔS menurun. Oleh karena itu, nilai TΔS menurun. Karena ini adalah reaksi endotermik, ΔH adalah nilai positif. Oleh karena itu, nilai ΔG harus menjadi nilai positif yang besar. Nilai ΔG yang positif menunjukkan bahwa reaksi tidak spontan. Oleh karena itu, pelarutan molekul hidrofobik dalam air tidak spontan.
Interaksi yang terjadi antara molekul hidrofobik adalah interaksi Van Der Waal karena mereka adalah molekul nonpolar. Interaksi ini diberi nama spesifik: interaksi hidrofobik. Gumpalan hadir dalam air cenderung berinteraksi dan bercampur satu sama lain untuk lebih meminimalkan kontak dengan air.
Perubahan entalpi untuk reaksi ini adalah nilai positif karena ikatan hidrogen antara molekul air yang mengelilingi rumpun dipecah. Entropi sistem meningkat sejak kandang yang rumpun di dalamnya dipecah untuk membebaskan hidrofob. Ketika proses keseluruhan dipertimbangkan, nilai ΔG mendapat nilai negatif. Oleh karena itu, pembentukan ikatan hidrofobik bersifat spontan.
