Μοριακή Δραστηριότητα Νερού Vs. Λάδι

Το νερό και το λάδι δεν αλληλεπιδρούν λόγω διαφορών στην πολικότητα. Το νερό είναι ένα πολικό μόριο, ενώ το λάδι δεν είναι. Η πολικότητα του νερού του δίνει υψηλή επιφανειακή τάση. Η διαφορά στην πολικότητα καθιστά επίσης το πετρέλαιο αδιάλυτο στο νερό. Τα σαπούνια μπορούν να επωφεληθούν από αυτές τις διαφορές προκειμένου να διαχωρίσουν τα δύο είδη μορίων, διευκολύνοντας έτσι τη διαδικασία καθαρισμού.

Ένα πολικό μόριο έχει το ηλεκτροστατικό δυναμικό του κατανεμημένο άνισα σε όλο το μόριο. Η προκύπτουσα διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό ονομάζεται διπολική ροπή. Ένα μόριο νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου συνδεδεμένα με ένα άτομο οξυγόνου. Το άτομο οξυγόνου ασκεί μια ισχυρή ελκυστική δύναμη στα ηλεκτρόνια του μορίου. Το μόριο νερού έχει καμπύλο σχήμα, όπου το αρνητικό φορτίο συγκεντρώνεται γύρω από το άτομο οξυγόνου και ένα καθαρό θετικό φορτίο συγκεντρώνεται γύρω από τα άτομα υδρογόνου. Αυτό δίνει στο νερό μια καθαρή διπολική ροπή. Τα μόρια λαδιού, από την άλλη πλευρά, δεν είναι πολικά. Δεν υπάρχει καθαρό φορτίο σε καμία θέση του μορίου λαδιού.

Η πολικότητα του νερού του δίνει τη δυνατότητα να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου με άλλα μόρια. Σε έναν δεσμό υδρογόνου, το αρνητικό δίπολο οξυγόνου προσελκύει το θετικό δίπολο υδρογόνου από άλλο μόριο νερού. Οι προκύπτοντες δεσμοί ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου και συμβάλλουν στην υψηλή επιφανειακή τάση του νερού. Για να αλλάξετε την επιφανειακή τάση, μπορείτε να θερμάνετε το νερό. Αυτή η χαμηλότερη επιφανειακή τάση επιτρέπει στο νερό να εισέλθει σε μικρότερους χώρους από ό, τι εάν είχε μεγαλύτερη επιφανειακή τάση.

Η σχετική πολικότητα δύο μορίων σχετίζεται άμεσα με τη διαλυτότητά τους. Γενικά, τα διαλύματα περιλαμβάνουν μόρια παρόμοιας πολικότητας. Επομένως, το λάδι είναι αδιάλυτο στο νερό. Στην πραγματικότητα, το λάδι λέγεται ότι είναι υδρόφοβο, ή «μισεί το νερό». Τα καθαρά φορτία ενός μορίου νερού δεν προσελκύουν τα μόρια ουδέτερου ελαίου και το αντίστροφο. Ως εκ τούτου, το λάδι και το νερό δεν αναμιγνύονται. Εάν συνδυάσετε τα δύο, θα παρατηρήσετε ότι δημιουργούν ξεχωριστά στρώματα σε ένα κύπελλο.

Τα σαπούνια εκμεταλλεύονται τις μοριακές διαφορές μεταξύ νερού και λαδιού. Μέρος ενός μορίου σαπουνιού είναι μη πολικό και επομένως μπορεί να αναμειχθεί με λάδι. Ένα άλλο μέρος ενός μορίου σαπουνιού είναι πολικό και επομένως μπορεί να αλληλεπιδράσει με μόρια νερού. Αυτή η αλληλεπίδραση βοηθά στην αποδυνάμωση της επιφανειακής τάσης και του δεσμού υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού. Επιπλέον, τα μη πολικά άκρα των μορίων σαπουνιού θα έλκονται από τα μόρια μη πολικού ελαίου και λιπαντικού. Αυτό δημιουργεί μια σφαιρική δομή που ονομάζεται μικύλλιο, όπου τα μόρια λαδιού ή λίπους βρίσκονται στο κέντρο και το νερό διατηρείται έξω.