Jos kaksi ystävääsi sekoittuu öljyn ja veden tavoin ja kutsut heidät molemmat juhliin, asiat voivat tulla hankaliksi. Öljy ja vesi ovat sekoittumaton, mikä tarkoittaa, että ne eivät sekoita. Jos ystäväsi täytyy jäädä samaan huoneeseen, he todennäköisesti päätyvät vastakkaisille puolille ja häikäisevät toisiaan. Näin tapahtuu olennaisesti, kun lisäät öljyä vesisäiliöön: Öljy ja vesimolekyylit pysyvät erillään ja koska öljy on vähemmän tiheä, öljymolekyylit painavat astian yläosaan ja jättävät astian alaosan veteen molekyylejä.
Lisää kuitenkin saippuaa öljyn ja veden seokseen, ja asiat ovat erilaiset. Saippua toimii kuin kolmas henkilö, joka on hyvissä suhteissa molempien ystäviesi kanssa ja voi saada heidät tuntemaan olonsa tarpeeksi mukavaksi pysyäkseen samassa huoneessa. Saippua ei saa öljyä liukenemaan veteen, mutta se auttaa hajottamaan öljymolekyylit pienemmiksi, jotka voivat levitä veteen.
Kuinka saippua välittyy öljyn ja veden välillä
Kun kaksi vetyatomia yhdistyy happiatomin kanssa muodostaen vesimolekyylin, vedyt kulkeutuvat hapen toiselle puolelle, mikä luo varauseron näiden kahden puolen välille. Vesimolekyylit houkuttelevat sähköstaattisesti toisiaan vetysidoksen muodostamiseksi, joka ei ole yhtä vahva kuin kovalenttinen sidos, joka pitää molekyylit yhdessä, mutta on silti melko vahva. Vesi sekoittuu vain muiden polaaristen molekyylien tai varautuneiden ionien kanssa sähköisellä vetovoimalla, joka riittää rikkomaan tai ainakin modifioimaan tämän vetysidoksen.
Öljymolekyylit ovat paljon suurempia kuin vesimolekyylit, ja mikä tärkeämpää, niillä ei ole a napa lataus. Kun kaadat öljyä veteen, öljymolekyylit eivät voi houkutella vesimolekyylejä pois vetysidoksestaan, joten öljymolekyylit kasautuvat yhteen ja muodostavat suuria palloja, jotka kulkeutuvat pinnalle, missä ne muodostavat erillisen kerros.
Saippumolekyylirakenne on pitkä hiilivetyjono, jolla on yksi lataamaton pää ja toinen pää ioninen tai varattu. Saippumolekyyli on hydrofiilinen ja hydrofobinen, mikä tarkoittaa, että vesi sekä vetää veteen että hylkii sitä. Koska lataamaton pää sekoittuu öljyyn ja varattu pää sekoittuu veteen, saippuamolekyylit voivat rikkoa öljymolekyylit pienemmiksi ja anna niihin kiinnittyneiden vesimolekyylien ympäröimään pienempiä öljypalasia muodostamalla emulsio.
Öljy-, vesi- ja saippuakokeilu
Voit nähdä tämän dynaamisen toiminnassa kaatamalla kasviöljyä lasilliseen vettä. Huomaa, kuinka öljy muodostaa helmiin, jotka kulkeutuvat pinnalle. Voit hajottaa nämä helmet erilleen ravistamalla lasia, mutta heti kun ravistelu loppuu, helmet uudistuvat ja öljy nousee uudelleen.
Lisää nyt muutama suihkutusastia saippuaa ja ravista uudelleen. Tällä kertaa seos tulee sameaksi. Pilvisyys johtuu siitä, että saippua hajottaa öljymolekyylit pienemmiksi palasiksi ja dispergoi ne koko liuokseen. Öljy ei liukenut samalla tavalla kuin suola liukenee veteen; molekyylit ovat aivan liian pieniä ja hajallaan liian kaukana toisistaan muodostaakseen paloja, mutta ne ryhmittyvät uudelleen, jos annat astian seisomaan yön yli.
Saippua puhdistaa rasvaiset astiat
Hyödyllinen öljy- ja vesikokeen johtopäätös on, että yritetään puhdistaa rasvaiset ja öljyiset astiat vedellä Pelkästään epäonnistuu, koska öljy ei sekoita ja pysyy astioissa riippumatta siitä kuinka paljon vettä sinulla on käyttää. Kuuma vesi auttaa, mutta vain vähän. Tarvitset saippuaa tehdäksesi työn oikein, koska saippua hajottaa öljymolekyylit erilleen ja antaa vesimolekyylien ympäröimään niitä, joten ne pestä pois.