Thermodynamica van hydrofobe interacties

Wanneer een hydrofobe in een waterig medium wordt gedropt, zullen waterstofbruggen tussen watermoleculen worden verbroken om plaats te maken voor de hydrofobe; watermoleculen reageren echter niet met de hydrofobe. Dit wordt beschouwd als een endotherme reactie, omdat bij het verbreken van de bindingen warmte in het systeem wordt gebracht. Watermoleculen die vervormd zijn door de aanwezigheid van de hydrofoob zullen nieuwe waterstofbruggen maken en een ijsachtige kooistructuur vormen die een clathraatkooi wordt genoemd rond de hydrofoob. Deze oriëntatie maakt het systeem (hydrofoob) meer gestructureerd met een afname van de totale entropie van het systeem; daarom

De verandering in enthalpie (\Delta H \)) van het systeem kan negatief, nul of positief zijn omdat de nieuwe waterstofbruggen de waterstofbruggen die door de intrede van de hydrofoob zijn verbroken, gedeeltelijk, volledig of meer dan gecompenseerd kunnen worden. De verandering in enthalpie is echter onbelangrijk bij het bepalen van de spontaniteit van de reactie (menging van hydrofobe moleculen en water) omdat de verandering in entropie (delta S)) groot is.

Volgens de formule van de Gibbs-energie

met een kleine onbekende waarde van \Delta H\) en een grote negatieve waarde van \Delta{S} \), zal de waarde van \Delta G\) positief blijken te zijn. Een positieve waarde geeft aan dat de menging van de hydrofoob en watermoleculen niet spontaan is.