Termodinamica delle interazioni idrofobiche
Quando un idrofobo viene lasciato cadere in un mezzo acquoso, i legami idrogeno tra le molecole d’acqua si rompono per fare spazio all’idrofobo; tuttavia, le molecole d’acqua non reagiscono con l’idrofobo. Questa è considerata una reazione endotermica, perché quando i legami sono rotti il calore viene messo nel sistema., Le molecole d’acqua distorte dalla presenza dell’idrofobo creeranno nuovi legami idrogeno e formeranno una struttura a gabbia simile al ghiaccio chiamata gabbia di clatrato attorno all’idrofobo. Questo orientamento rende il sistema (idrofobo) più strutturato con una diminuzione dell’entropia totale del sistema; quindi \( \Delta S < 0\).,
La variazione di entalpia (\( \Delta H \)) del sistema può essere negativa, zero o positiva perché i nuovi legami idrogeno possono parzialmente, completamente o sovra compensare i legami idrogeno interrotti dall’ingresso dell’idrofobo. Il cambiamento di entalpia, tuttavia, è insignificante nel determinare la spontaneità della reazione (miscelazione di molecole idrofobiche e acqua) perché il cambiamento di entropia (\( \Delta S \)) è grande.
Secondo la formula di energia di Gibbs
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