إضافة الصابون إلى الزيت والماء

إذا اختلط اثنان من أصدقائك مثل الزيت والماء ، ودعوتهم إلى حفلة ، فقد تصبح الأمور محرجة. النفط والماء غير قابل للأمتزاج، مما يعني أنهم لا يختلطون. إذا اضطر أصدقاؤك إلى البقاء في نفس الغرفة ، فمن المحتمل أن ينتهي بهم الأمر في جانبين متقابلين ، محددين بعضهم لبعض. هذا هو ما يحدث بشكل أساسي عند إضافة الزيت إلى وعاء الماء: تبقى جزيئات الزيت والماء منفصلة ، ولأن الزيت أقل كثافة ، تنجذب جزيئات الزيت إلى أعلى الحاوية وتترك الجزء السفلي من الحاوية إلى الماء الجزيئات.

أضف الصابون إلى خليط الزيت والماء ، لكن الأمور مختلفة. يتصرف الصابون مثل شخص ثالث على علاقة جيدة مع كل من أصدقائك ويمكن أن يجعلهم يشعرون بالراحة الكافية للبقاء في نفس الغرفة. لا يجعل الصابون الزيت يذوب في الماء ، لكنه يساعد في تكسير جزيئات الزيت إلى جزيئات أصغر يمكن أن تتشتت في الماء.

عندما تتحد ذرتان من الهيدروجين مع ذرة أكسجين لتكوين جزيء ماء ، تهاجر الهيدروجين إلى جانب واحد من الأكسجين ، مما يؤدي إلى اختلاف الشحنة بين الجانبين. تجذب جزيئات الماء بعضها البعض بشكل كهربائي لتكوين رابطة هيدروجينية ، وهي ليست قوية مثل الرابطة التساهمية التي تربط الجزيئات معًا ولكنها لا تزال قوية جدًا. سوف يختلط الماء فقط مع الجزيئات القطبية الأخرى أو الأيونات المشحونة مع جاذبية كهربائية كافية لكسر ، أو على الأقل تعديل ، هذه الرابطة الهيدروجينية.

جزيئات الزيت أكبر بكثير من جزيئات الماء ، والأهم من ذلك ، أنها لا تحتوي على الشحنة القطبية. عندما تصب الزيت في الماء ، لا تستطيع جزيئات الزيت إقناع جزيئات الماء بعيدًا عن الرابطة الهيدروجينية ، لذا تتجمع جزيئات الزيت معًا وتشكل كتلًا كبيرة تهاجر إلى السطح ، حيث تشكل منفصلة طبقة.

هيكل جزيء الصابون عبارة عن سلسلة طويلة من الهيدروكربونات مع طرف غير مشحون والطرف الآخر أيوني أو مشحون. جزيء الصابون محبة للماء و نافرة من الماء، مما يعني أنه ينجذب إلى الماء ويصده. نظرًا لأن النهاية غير المشحونة تختلط بالزيت ، وتختلط النهاية المشحونة بالماء ، يمكن لجزيئات الصابون أن تكسر جزيئات الزيت إلى جزيئات أصغر والسماح لجزيئات الماء المرتبطة بها بإحاطة أجزاء الزيت الأصغر ، مما يؤدي إلى تكوين شكل مستحلب.

يمكنك رؤية هذه الديناميكية في العمل عن طريق سكب الزيت النباتي في كوب من الماء. لاحظ كيف يشكل الزيت حبيبات تهاجر إلى السطح. يمكنك تكسير هذه الخرزات عن طريق هز الزجاج ، ولكن بمجرد توقف الاهتزاز ، يتم إصلاح الخرزات والزيت يرتفع مرة أخرى.

أضف الآن بضع قطرات من صابون الأطباق ورجها مرة أخرى. هذه المرة ، سوف يصبح المزيج غائما. يحدث التعكر لأن الصابون يكسر جزيئات الزيت إلى أجزاء أصغر وينثرها في جميع أنحاء المحلول. لم يذوب الزيت بنفس الطريقة التي يذوب بها الملح في الماء. الجزيئات صغيرة جدًا ومبعثرة متباعدة جدًا لتشكيل كتل ، لكنها ستعيد تجميعها إذا تركت الحاوية تقف طوال الليل.

استنتاج مفيد لتجربة الزيت والماء هو محاولة تنظيف الأطباق الدهنية والدهنية بالماء وحده لا بد أن يفشل ، لأن الزيت لن يختلط وسيبقى على الأطباق ، بغض النظر عن كمية المياه التي تستخدمها استعمال. الماء الساخن يساعد ، ولكن قليلاً فقط. أنت بحاجة إلى صابون للقيام بالمهمة بشكل صحيح ، لأن الصابون يفكك جزيئات الزيت عن بعضها ويسمح لجزيئات الماء بأن تحيط بها ، فتغسلها بعيدًا.