Fuoriuscite di olio e condimenti per insalata dimostrano un'importante lezione scientifica: olio e acqua non si mescolano. Le ragioni di questo fenomeno riguardano le particelle più piccole che compongono ciascuna di queste sostanze. La struttura molecolare dell'acqua e dell'olio determina il modo in cui interagiscono tra loro. Contrariamente alla credenza popolare, olio e acqua non si respingono. Uno sguardo alle loro proprietà più elementari mostra perché si separano.
Polarità e non polarità delle molecole
L'interazione tra acqua e olio deriva dalla carica elettrica delle molecole d'acqua. Una molecola d'acqua contiene due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno, da qui il suo nome scientifico "H20". Gli atomi di idrogeno emettono a carica elettrica positiva a un'estremità della molecola e gli atomi di ossigeno emettono una carica elettrica negativa dall'altra lato. Per questo motivo, gli scienziati etichettano le molecole d'acqua come "polari". Le molecole di olio non contengono una carica, il che significa che sono apolari.
Attrazione delle molecole
Gli atomi con carica negativa attraggono quelli con carica positiva. Quindi, l'atomo di ossigeno caricato negativamente alla fine di una molecola d'acqua attrae gli atomi di idrogeno caricati positivamente alla fine di un'altra. Creano una connessione chiamata "legame idrogeno". A causa della carica elettrica delle molecole d'acqua, le molecole di olio mostrano un'attrazione più forte per l'acqua rispetto ad altre molecole di olio. Questo è il motivo per cui l'olio tende a creare un film sottile quando viene lasciato cadere in piccole quantità sull'acqua. Le molecole di olio cercano di espandersi per attaccarsi all'acqua, piuttosto che creare una palla stretta di molecole di olio attaccate l'una all'altra.
Le molecole d'acqua si attaccano insieme
A causa della loro polarità, le molecole d'acqua possiedono un'attrazione reciproca più forte di quanto non facciano verso le molecole di olio. Le molecole di olio cercano di connettersi all'acqua, ma i legami idrogeno che collegano le molecole d'acqua rimangono troppo forti per lasciarli entrare. Se tirato sulla superficie dell'acqua, l'olio si estenderà fino a formare uno strato dello spessore di una molecola poiché ogni molecola di olio tenta di attaccarsi all'acqua. Se agitate in acqua, le molecole di olio si formano in palline separate perché i legami che tengono insieme le molecole d'acqua non si rompono facilmente per farle entrare.
Perché l'olio galleggia nell'acqua?
Poiché le molecole d'acqua non lasceranno che le molecole di olio attraversino i loro collegamenti tra loro, l'olio viene allontanato dal centro dell'acqua. Non troverai un barattolo d'acqua con olio nel mezzo: le molecole d'acqua non si separeranno per consentire questo scenario. Le molecole d'acqua presentano una densità maggiore rispetto alle molecole di olio, il che significa che pesano di più. Perché è più leggero, l'olio sale verso l'alto. Se mescolati, l'olio e l'acqua si separano sempre di nuovo con l'olio sopra.