Ако двама от приятелите ви се смесят като масло и вода и ги поканите и двамата на парти, нещата могат да станат неудобни. Нефтът и водата са несмесващ се, което означава, че не се смесват. Ако вашите приятели трябва да останат в една и съща стая, те вероятно ще се озоват от противоположните страни и ще се гледат един друг. По същество това се случва, когато добавите масло в съд с вода: Молекулите на маслото и водата остават разделени и защото маслото е по-малко плътна, молекулите на маслото гравитират в горната част на контейнера и оставят долната част на контейнера на водата молекули.
Добавете сапун към смес от масло и вода обаче и нещата са различни. Сапунът действа като трети човек, който е в добри отношения с двамата ви приятели и може да ги накара да се чувстват достатъчно комфортно, за да останат в една стая. Сапунът не кара маслото да се разтваря във вода, но помага за разбиването на маслените молекули на по-малки, които могат да се разпръснат във вода.
Как сапунът посредничи между масло и вода
Когато два водородни атома се комбинират с кислороден атом, за да образуват водна молекула, водородите мигрират към едната страна на кислорода, създавайки разлика в заряда между двете страни. Водните молекули се привличат електростатично една друга, за да образуват водородна връзка, която не е толкова силна, колкото ковалентната връзка, задържаща молекулите заедно, но все още е доста силна. Водата ще се смесва само с други полярни молекули или заредени йони с електрическо привличане, достатъчно да разруши или поне да модифицира тази водородна връзка.
Маслените молекули са много по-големи от молекулите на водата и по-важното е, че нямат полярен заряд. Когато изливате масло във вода, молекулите на маслото не могат да отклонят водните молекули далеч от тяхната водородна връзка, така че маслените молекули се слепват и образуват големи глобуси, които мигрират на повърхността, където образуват отделно слой.
Структурата на молекулата на сапуна представлява дълъг низ от въглеводороди с единия незареден край, а другия край йонни или заредени. Молекулата на сапуна е хидрофилен и хидрофобни, което означава, че тя е едновременно привлечена и отблъсната от водата. Тъй като незареденият край се смесва с масло, а зареденият край се смесва с вода, молекулите на сапуна могат да разбият молекулите на маслото в по-малки и позволяват на прикрепените към тях водни молекули да обграждат по-малките петролни фрагменти, създавайки емулсия.
Експеримент с масло, вода и сапун
Можете да видите тази динамика в действие, като излеете растително масло в чаша вода. Обърнете внимание как маслото образува мъниста, които мигрират на повърхността. Можете да разбиете тези мъниста, като разклатите стъклото, но веднага щом разклащането спре, мънистата се реформират и маслото отново се покачва.
Сега добавете няколко пръски сапун и отново разклатете. Този път сместа ще стане мътна. Мътността възниква, тъй като сапунът разбива молекулите на маслото на по-малки фрагменти и ги разпръсква по целия разтвор. Маслото не се разтваря по същия начин, както солта се разтваря във вода; молекулите са твърде малки и разпръснати твърде далеч един от друг, за да се образуват на бучки, но те ще се прегрупират, ако оставите контейнера да престои една нощ.
Сапунът почиства мазните ястия
Полезно заключение от експеримента с масло и вода е, че се опитвате да почиствате мазни и мазни съдове с вода сам трябва да се провали, защото маслото няма да се смеси и ще остане върху съдовете, без значение колко вода използване. Топлата вода помага, но само малко. Имате нужда от сапун, за да свършите работата правилно, защото сапунът разделя молекулите на маслото и позволява на молекулите вода да ги заобиколят, така че те ще се отмият.