لماذا لا يختلط الزيت بالماء؟

توضح الانسكابات الزيتية وتوابل السلطة درسًا علميًا مهمًا: الزيت والماء لا يختلطان. تعود أسباب هذه الظاهرة إلى أصغر الجسيمات التي تتكون منها كل مادة من هذه المواد. يحدد التركيب الجزيئي للماء والزيت طريقة تفاعلهما مع بعضهما البعض. خلافًا للاعتقاد الشائع ، لا يتنافر الزيت والماء مع بعضهما البعض. تظهر نظرة على خصائصهم الأساسية سبب انفصالهم.

ينتج تفاعل الماء والزيت عن الشحنة الكهربائية لجزيئات الماء. يحتوي جزيء الماء على ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة ، ومن هنا اسمه العلمي "H20". تنبعث ذرات الهيدروجين أ شحنة كهربائية موجبة في أحد طرفي الجزيء ، وتطلق ذرات الأكسجين شحنة كهربائية سالبة على الطرف الآخر الجانب. لهذا السبب ، وصف العلماء جزيئات الماء بأنها "قطبية". لا تحتوي جزيئات الزيت على شحنة ، مما يعني أنها غير قطبية.

الذرات ذات الشحنة السالبة تجذب الذرات ذات الشحنة الموجبة. لذلك ، فإن ذرة الأكسجين سالبة الشحنة في نهاية جزيء ماء تجذب ذرات الهيدروجين موجبة الشحنة في نهاية جزيء آخر. إنهم ينشئون اتصالًا يسمى "رابطة هيدروجينية". بسبب الشحنة الكهربائية لجزيئات الماء ، تُظهر جزيئات الزيت انجذابًا أقوى للماء مقارنة بجزيئات الزيت الأخرى. هذا هو السبب في أن الزيت يميل إلى تكوين طبقة رقيقة عند إسقاطه بكميات صغيرة على الماء. تحاول جزيئات الزيت الانتشار لتلتصق بالماء ، بدلاً من تكوين كرة ضيقة من جزيئات الزيت مرتبطة ببعضها البعض.

بسبب قطبيتها ، تمتلك جزيئات الماء جاذبية أقوى تجاه بعضها البعض مقارنة بجزيئات الزيت. تحاول جزيئات الزيت الاتصال بالماء ، لكن الروابط الهيدروجينية التي تربط جزيئات الماء معًا تظل قوية جدًا بحيث لا تسمح لها بالدخول. إذا تم سحب الزيت عبر سطح الماء ، فسوف يمتد الزيت إلى طبقة بسمك جزيء واحد لأن كل جزيء زيت يحاول أن يربط نفسه بالماء. إذا اهتزت في الماء ، تتشكل جزيئات الزيت إلى كرات منفصلة لأن الروابط التي تربط جزيئات الماء معًا لن تنكسر بسهولة للسماح لها بالدخول.

نظرًا لأن جزيئات الماء لن تسمح لجزيئات الزيت بالمرور عبر روابطها مع بعضها البعض ، يتم دفع الزيت بعيدًا عن مركز الماء. لن تجد وعاء ماء به زيت موجود في وسط جزيئات الماء لن تنفصل للسماح بهذا السيناريو. تظهر جزيئات الماء كثافة أعلى من جزيئات الزيت ، مما يعني أنها تزن أكثر. لأنه أخف وزنا ، يرتفع الزيت إلى القمة. في حالة التقليب ، يفصل الزيت والماء دائمًا مرة أخرى مع الزيت في الأعلى.