Si dos de tus amigos se mezclan como agua y aceite, y los invitas a ambos a una fiesta, las cosas podrían volverse incómodas. El aceite y el agua son inmiscible, lo que significa que no se mezclan. Si tus amigos tienen que permanecer en la misma habitación, probablemente terminarán en lados opuestos, mirándose el uno al otro. Esto es esencialmente lo que sucede cuando agrega aceite a un recipiente con agua: las moléculas de aceite y agua permanecen separadas, y debido a que el aceite es menos denso, las moléculas de aceite gravitan hacia la parte superior del recipiente y dejan la parte inferior del recipiente al agua moléculas.
Sin embargo, agregue jabón a una mezcla de aceite y agua y las cosas serán diferentes. El jabón actúa como una tercera persona que se lleva bien con sus dos amigos y puede hacer que se sientan lo suficientemente cómodos como para permanecer en la misma habitación. El jabón no disuelve el aceite en agua, pero ayuda a romper las moléculas de aceite en moléculas más pequeñas que pueden dispersarse en el agua.
Cómo el jabón interviene entre el aceite y el agua
Cuando dos átomos de hidrógeno se combinan con un átomo de oxígeno para formar una molécula de agua, los hidrógenos migran a un lado del oxígeno, creando una diferencia de carga entre los dos lados. Las moléculas de agua se atraen electrostáticamente entre sí para formar un enlace de hidrógeno, que no es tan fuerte como el enlace covalente que mantiene unidas a las moléculas, pero sigue siendo bastante fuerte. El agua se mezclará solo con otras moléculas polares o iones cargados con una atracción eléctrica suficiente para romper, o al menos modificar, este enlace de hidrógeno.
Las moléculas de aceite son mucho más grandes que las moléculas de agua y, lo que es más importante, no tienen carga polar. Cuando vierte aceite en agua, las moléculas de aceite no pueden alejar las moléculas de agua de su enlace de hidrógeno, por lo que las moléculas de aceite se agrupan y forman grandes globos que migran a la superficie, donde forman un capa.
La estructura de la molécula de jabón es una larga cadena de hidrocarburos con un extremo sin carga y el otro extremo iónico o cargado. La molécula de jabón es hidrofílico y hidrofóbico, lo que significa que se siente atraído y repelido por el agua. Debido a que el extremo no cargado se mezcla con aceite y el extremo cargado se mezcla con agua, las moléculas de jabón pueden romper las moléculas de aceite. en pequeños y permitir que las moléculas de agua unidas a ellos rodeen los fragmentos de aceite más pequeños, creando una emulsión.
Experimento de aceite, agua y jabón
Puede ver esta dinámica en acción vertiendo aceite vegetal en un vaso de agua. Observe cómo el aceite forma perlas que migran a la superficie. Puede romper estas perlas agitando el vaso, pero tan pronto como deje de temblar, las perlas se vuelven a formar y el aceite sube de nuevo.
Ahora agregue unos chorros de jabón para platos y vuelva a agitar. Esta vez, la mezcla se volverá turbia. La turbidez se produce porque el jabón rompe las moléculas de aceite en fragmentos más pequeños y los dispersa por toda la solución. El aceite no se disolvió de la misma manera que la sal se disuelve en el agua; las moléculas son demasiado pequeñas y están demasiado dispersas para formar grupos, pero se reagruparán si deja reposar el recipiente durante la noche.
El jabón limpia los platos grasos
Una conclusión útil del experimento de aceite y agua es que tratar de limpiar platos grasientos y aceitosos con agua solo está destinado a fallar, porque el aceite no se mezclará y permanecerá en los platos, sin importar cuánta agua usar. El agua caliente ayuda, pero solo un poco. Necesita jabón para hacer bien el trabajo, porque el jabón rompe las moléculas de aceite y permite que las moléculas de agua las rodeen, por lo que se lavarán.