Jika dua teman Anda bercampur seperti minyak dan air, dan Anda mengundang mereka berdua ke pesta, segalanya bisa menjadi canggung. Minyak dan air adalah tidak dapat bercampur, yang berarti mereka tidak bercampur. Jika teman Anda harus tinggal di kamar yang sama, mereka mungkin akan berakhir di sisi yang berlawanan, saling melotot. Ini pada dasarnya apa yang terjadi ketika Anda menambahkan minyak ke wadah air: Molekul minyak dan air tetap terpisah, dan karena minyak kurang padat, molekul minyak tertarik ke atas wadah dan meninggalkan bagian bawah wadah ke air molekul.
Namun, tambahkan sabun ke campuran minyak dan air, dan semuanya berbeda. Sabun bertindak seperti orang ketiga yang berhubungan baik dengan kedua teman Anda dan dapat membuat mereka merasa cukup nyaman untuk tinggal di kamar yang sama. Sabun tidak membuat minyak larut dalam air, tetapi membantu memecah molekul minyak menjadi molekul yang lebih kecil yang dapat terdispersi dalam air.
Bagaimana Sabun Memediasi Antara Minyak dan Air
Ketika dua atom hidrogen bergabung dengan atom oksigen untuk membentuk molekul air, hidrogen bermigrasi ke satu sisi oksigen, menciptakan perbedaan muatan antara kedua sisi. Molekul air secara elektrostatik menarik satu sama lain untuk membentuk ikatan hidrogen, yang tidak sekuat ikatan kovalen yang mengikat molekul tetapi masih cukup kuat. Air hanya akan bercampur dengan molekul polar lain atau ion bermuatan dengan daya tarik listrik yang cukup untuk memutuskan, atau setidaknya memodifikasi, ikatan hidrogen ini.
Molekul minyak jauh lebih besar daripada molekul air, dan yang lebih penting, mereka tidak memiliki muatan kutub. Saat Anda menuangkan minyak ke dalam air, molekul minyak tidak dapat membuat molekul air menjauh dari ikatan hidrogennya, jadi molekul minyak mengumpul dan membentuk gumpalan besar yang bermigrasi ke permukaan, di mana mereka membentuk terpisah lapisan.
Struktur molekul sabun adalah rangkaian panjang hidrokarbon dengan satu ujung tidak bermuatan dan ujung lainnya ionik, atau bermuatan. Molekul sabun adalah hidrofilik dan hidrofobik, artinya keduanya tertarik dan ditolak oleh air. Karena ujung yang tidak bermuatan bercampur dengan minyak, dan ujung yang bermuatan bercampur dengan air, molekul sabun dapat memecah molekul minyak menjadi lebih kecil dan memungkinkan molekul air yang melekat padanya mengelilingi fragmen minyak yang lebih kecil, menciptakan emulsi.
Percobaan Minyak, Air dan Sabun
Anda dapat melihat dinamika ini beraksi dengan menuangkan minyak sayur ke dalam segelas air. Perhatikan bagaimana minyak membentuk manik-manik yang bermigrasi ke permukaan. Anda dapat memecahkan manik-manik ini dengan mengocok gelas, tetapi segera setelah guncangan berhenti, manik-manik terbentuk kembali dan minyak naik lagi.
Sekarang tambahkan beberapa semprotan sabun cuci piring dan kocok lagi. Kali ini, campuran akan menjadi keruh. Kekeruhan terjadi karena sabun memecah molekul minyak menjadi fragmen yang lebih kecil dan menyebarkannya ke seluruh larutan. Minyak tidak larut dengan cara yang sama seperti garam larut dalam air; molekulnya terlalu kecil dan tersebar terlalu jauh untuk membentuk gumpalan, tetapi mereka akan berkumpul kembali jika Anda membiarkan wadahnya berdiri semalaman.
Sabun Membersihkan Piring Berminyak
Kesimpulan percobaan minyak dan air yang berguna adalah mencoba membersihkan piring berminyak dan berminyak dengan air saja pasti gagal, karena minyak tidak akan bercampur dan akan tetap berada di piring, tidak peduli berapa banyak air yang Anda menggunakan. Air panas membantu, tetapi hanya sedikit. Anda membutuhkan sabun untuk melakukan pekerjaan dengan benar, karena sabun memecah molekul minyak dan memungkinkan molekul air mengelilinginya, sehingga mereka akan hanyut.