Wenn sich zwei deiner Freunde wie Öl und Wasser mischen und du sie beide zu einer Party einlädst, könnte es unangenehm werden. Öl und Wasser sind nicht mischbar, was bedeutet, dass sie sich nicht vermischen. Wenn deine Freunde im selben Raum bleiben müssen, landen sie wahrscheinlich auf gegenüberliegenden Seiten und starren sich an. Das passiert im Wesentlichen, wenn Sie Öl in einen Wasserbehälter geben: Die Öl- und Wassermoleküle bleiben getrennt, und weil Öl weniger dicht ist, werden die Ölmoleküle an der Oberseite des Behälters angezogen und verlassen den unteren Teil des Behälters dem Wasser Moleküle.
Fügen Sie jedoch Seife zu einer Mischung aus Öl und Wasser hinzu, und die Dinge sind anders. Soap verhält sich wie eine dritte Person, die mit deinen beiden Freunden gut auskommt und dafür sorgen kann, dass sie sich wohl genug fühlen, um im selben Raum zu bleiben. Seife löst kein Öl in Wasser auf, aber sie hilft dabei, die Ölmoleküle in kleinere aufzuspalten, die sich im Wasser verteilen können.
Wie Seife zwischen Öl und Wasser vermittelt
Wenn sich zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoffatom zu einem Wassermolekül verbinden, wandern die Wasserstoffatome auf eine Seite des Sauerstoffs, wodurch ein Ladungsunterschied zwischen den beiden Seiten entsteht. Wassermoleküle ziehen sich elektrostatisch an, um eine Wasserstoffbrücke zu bilden, die nicht so stark ist wie die kovalente Bindung, die die Moleküle zusammenhält, aber immer noch ziemlich stark ist. Wasser vermischt sich nur mit anderen polaren Molekülen oder geladenen Ionen mit einer elektrischen Anziehungskraft, die ausreicht, um diese Wasserstoffbrücke zu brechen oder zumindest zu modifizieren.
Ölmoleküle sind viel größer als Wassermoleküle, und was noch wichtiger ist, sie haben kein polare Ladung. Wenn Sie Öl in Wasser gießen, können die Ölmoleküle die Wassermoleküle nicht von ihrer Wasserstoffbrücke abbringen, also die Ölmoleküle verklumpen und bilden große Klumpen, die an die Oberfläche wandern, wo sie eine separate bilden Schicht.
Die Seifenmolekülstruktur ist eine lange Kette von Kohlenwasserstoffen mit einem ungeladenen Ende und einem ionischen oder geladenen anderen Ende. Das Seifenmolekül ist hydrophil und hydrophob, was bedeutet, dass es von Wasser sowohl angezogen als auch abgestoßen wird. Da sich das ungeladene Ende mit Öl und das geladene Ende mit Wasser vermischt, können Seifenmoleküle die Ölmoleküle brechen in kleinere und lassen Sie die daran gebundenen Wassermoleküle die kleineren Ölfragmente umgeben, wodurch eine Emulsion.
Öl-, Wasser- und Seifenexperiment
Sie können diese Dynamik in Aktion sehen, indem Sie Pflanzenöl in ein Glas Wasser gießen. Beachten Sie, wie das Öl Perlen bildet, die an die Oberfläche wandern. Sie können diese Perlen durch Schütteln des Glases zerbrechen, aber sobald das Schütteln aufhört, bilden sich die Perlen wieder und das Öl steigt wieder auf.
Fügen Sie nun ein paar Spritzer Spülmittel hinzu und schütteln Sie erneut. Diesmal wird die Mischung trüb. Die Trübung tritt auf, weil die Seife die Ölmoleküle in kleinere Fragmente aufbricht und sie in der Lösung verteilt. Das Öl löste sich nicht so auf wie Salz in Wasser; die Moleküle sind einfach zu klein und zu weit verstreut, um sich zu Klumpen zu bilden, aber sie werden sich neu gruppieren, wenn Sie den Behälter über Nacht stehen lassen.
Seife reinigt fettiges Geschirr
Eine nützliche Schlussfolgerung aus Öl- und Wasserexperimenten ist der Versuch, fettiges und öliges Geschirr mit Wasser zu reinigen allein wird scheitern, denn das Öl wird sich nicht vermischen und bleibt auf dem Geschirr, egal wie viel Wasser Sie benutzen. Heißes Wasser hilft, aber nur wenig. Sie brauchen Seife, um die Arbeit richtig zu machen, denn Seife bricht die Ölmoleküle auf und ermöglicht es den Wassermolekülen, sie zu umgeben, sodass sie weggespült werden.