Naftos išsiliejimai ir salotų užpilai rodo svarbią mokslinę pamoką: aliejus ir vanduo nesimaišo. Šio reiškinio priežastys susijusios su mažiausiomis dalelėmis, sudarančiomis kiekvieną iš šių medžiagų. Vandens ir naftos molekulinė struktūra lemia jų tarpusavio sąveiką. Priešingai nei įprasta manyti, aliejus ir vanduo vienas kito neatstumia. Pažvelgus į pagrindines jų savybes, parodoma, kodėl jie skiriasi.
Molekulių poliškumas ir nepoliškumas
Vandens ir naftos sąveika atsiranda dėl vandens molekulių elektrinio krūvio. Vandens molekulėje yra du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas, taigi ir jos mokslinis pavadinimas „H20“. Vandenilio atomai skleidžia a teigiamas elektrinis krūvis viename molekulės gale, o deguonies atomai kitame neigiamą elektrinį krūvį pusėje. Dėl šios priežasties mokslininkai vandens molekules žymi „poliarinėmis“. Naftos molekulėse nėra krūvio, vadinasi, jos yra nepolinės.
Molekulių pritraukimas
Neigiamą krūvį turintys atomai traukia teigiamą krūvį. Taigi, neigiamai įkrautas deguonies atomas vienos vandens molekulės gale pritraukia teigiamai įkrautus vandenilio atomus kitos gale. Jie sukuria jungtį, vadinamą „vandenilio jungtimi“. Dėl vandens molekulių elektrinio krūvio naftos molekulės labiau traukia vandenį nei kitų naftos molekulių atžvilgiu. Štai kodėl mažais kiekiais nukritus ant vandens, nafta linkusi sukurti ploną plėvelę. Aliejaus molekulės bando išplisti, kad pritvirtintų prie vandens, o ne sukuria tvirtą vienas prie kito pritvirtintą aliejaus molekulių rutulį.
Vandens molekulės sulimpa
Dėl savo poliškumo vandens molekulės labiau traukia viena kitą nei naftos molekules. Naftos molekulės bando prisijungti prie vandens, tačiau vandenilio jungtys, jungiančios vandens molekules, išlieka per stiprios, kad jas galėtų įleisti. Ištraukus vandens paviršių, aliejus išsities iki vienos molekulės storio sluoksnio, nes kiekviena aliejaus molekulė bando prisirišti prie vandens. Suplaktos vandenyje, aliejaus molekulės susidaro į atskirus rutulius, nes vandens molekules laikančios jungtys lengvai nesudrūks, kad jas įleistų.
Kodėl nafta plūduriuoja vandenyje
Kadangi vandens molekulės nepraleis naftos molekulių tarpusavyje jungdamosi, nafta nustumiama nuo vandens centro. Viduryje nerandate indelio vandens su aliejumi - vandens molekulės neatsiskirs, kad būtų galima įgyvendinti šį scenarijų. Vandens molekulių tankis didesnis nei naftos, o tai reiškia, kad jos sveria daugiau. Kadangi ji yra lengvesnė, aliejus kyla į viršų. Maišant, aliejus ir vanduo visada vėl išsiskiria aliejumi.