אם שניים מחבריך מתערבבים כמו שמן ומים, ואתה מזמין את שניהם למסיבה, הדברים עלולים להיות מביכים. שמן ומים הם בלתי מעורב, כלומר הם לא מתערבבים. אם החברים שלך יצטרכו להישאר באותו החדר, הם ככל הנראה יסתיימו בצדדים מנוגדים, נועצים מבטים זה בזה. זה בעצם מה שקורה כשמוסיפים שמן למיכל מים: מולקולות השמן והמים נשארות זו מזו ומכיוון ששמן פחות צפוף, מולקולות השמן נמשכות לראש המיכל ומשאירות את החלק התחתון של המיכל למים מולקולות.
הוסף סבון לתערובת של שמן ומים, לעומת זאת, והדברים שונים. סבון מתנהג כמו אדם שלישי שנמצא ביחסים טובים עם שני החברים שלך ויכול לגרום להם להרגיש בנוח מספיק כדי להישאר באותו חדר. סבון אינו גורם לשמן להתמוסס במים, אך הוא מסייע בפירוק מולקולות השמן לקטנות יותר שיכולות להתפזר במים.
איך סבון מתווך בין שמן למים
כאשר שני אטומי מימן משתלבים עם אטום חמצן ליצירת מולקולת מים, המימנים נודדים לצד אחד של החמצן, ויוצרים הפרש מטען בין שני הצדדים. מולקולות מים מושכות זו את זו אלקטרוסטטית ליצירת קשר מימן, שאינו חזק כמו הקשר הקוולנטי המחזיק את המולקולות, אך עדיין חזק למדי. מים יתערבבו רק עם מולקולות קוטביות אחרות או יונים טעונים עם משיכה חשמלית המספיקה כדי לשבור, או לפחות לשנות, את קשר המימן הזה.
מולקולות שמן גדולות בהרבה ממולקולות מים, וחשוב יותר, אין להן מטען קוטבי. כשאתה שופך שמן למים, מולקולות השמן אינן יכולות לשדל את מולקולות המים הרחק מקשר המימן שלהן, כך מולקולות השמן מתקבצות יחד ויוצרות גלובוסים גדולים הנודדים אל פני השטח, שם הם יוצרים נפרד שִׁכבָה.
מבנה מולקולת הסבון הוא מחרוזת ארוכה של פחמימנים עם קצה לא טעון אחד וקצהו השני יוני, או טעון. מולקולת הסבון היא הידרופילי ו הידרופובי, כלומר, הוא נמשך אל המים וגם דוחה אותו. מכיוון שהקצה הלא טעון מתערבב עם שמן, והקצה הטעון מתערבב עם מים, מולקולות סבון יכולות לשבור את מולקולות השמן לתוך קטנים יותר ואפשר למולקולות המים המחוברות אליהם להקיף את שברי השמן הקטנים יותר, וליצור אֵמוּלְסִיָה.
ניסוי שמן, מים וסבון
ניתן לראות את הדינמיקה הזו בפעולה על ידי שפיכת שמן צמחי לכוס מים. שימו לב כיצד השמן יוצר חרוזים הנודדים אל פני השטח. אתה יכול לשבור את החרוזים האלה על ידי טלטול הכוס, אך ברגע שהנענע מפסיק, החרוזים מתחדשים והשמן עולה שוב.
כעת הוסיפו כמה זריקות של סבון כלים וטלטלו שוב. הפעם, התערובת תהפוך עכורה. העננות מתרחשת מכיוון שהסבון שובר את מולקולות השמן לשברים קטנים יותר ומפזר אותם לאורך התמיסה. השמן לא נמס באותו אופן שבו המלח מתמוסס במים; המולקולות פשוט קטנות מדי ומפוזרות רחוק מדי מכדי שייווצרו גושים, אך הן יתקבצו מחדש אם תניחו למיכל לעמוד בן לילה.
סבון מנקה כלים שומניים
מסקנת ניסוי שמן ומים שימושית היא שניסיון לנקות כלים שומניים ושומניים במים לבד הוא חייב להיכשל, כי השמן לא יתערבב וישאר על הכלים, לא משנה כמה מים אתה להשתמש. מים חמים עוזרים, אבל רק מעט. אתה צריך סבון כדי לעשות את העבודה כמו שצריך, מכיוון שסבון מפרק את מולקולות השמן ומאפשר למולקולות המים להקיף אותן, כך שהן ישטפו.
