Ja divi no jūsu draugiem sajaucas kā eļļa un ūdens, un jūs uzaicināt viņus abus uz ballīti, viss var kļūt neērts. Eļļa un ūdens ir nesajaucams, kas nozīmē, ka tie nesajaucas. Ja jūsu draugiem jāpaliek vienā telpā, viņi, iespējams, nonāks pretējās pusēs, blenžot viens uz otru. Būtībā tas notiek, ja eļļu pievienojat ūdens traukam: eļļa un ūdens molekulas paliek atsevišķi un tāpēc, ka eļļa ir mazāk blīvs, eļļas molekulas gravitējas uz trauka augšdaļu un atstāj trauka apakšējo daļu ūdenī molekulas.
Tomēr pievienojiet ziepes eļļas un ūdens maisījumam, un lietas ir atšķirīgas. Ziepes darbojas kā trešā persona, kas ir labos apstākļos ar abiem jūsu draugiem un var likt viņiem justies pietiekami ērti, lai paliktu vienā telpā. Ziepes neliek eļļai izšķīst ūdenī, bet tas palīdz sadalīt eļļas molekulas mazākās, kas var izkliedēties ūdenī.
Kā ziepes starpojas starp eļļu un ūdeni
Kad divi ūdeņraža atomi apvienojas ar skābekļa atomu, veidojot ūdens molekulu, ūdeņraži migrē uz vienu skābekļa pusi, radot lādiņu starpību starp abām pusēm. Ūdens molekulas elektrostatiski piesaista viena otru, veidojot ūdeņraža saiti, kas nav tik spēcīga kā kovalentā saite, kas molekulas tur kopā, bet joprojām ir diezgan spēcīga. Ūdens sajauksies tikai ar citām polārām molekulām vai uzlādētiem joniem, kuru elektriskā pievilcība ir pietiekama, lai šo ūdeņraža saiti pārtrauktu vai vismaz modificētu.
Eļļas molekulas ir daudz lielākas nekā ūdens molekulas, un, vēl svarīgāk, tām nav polārais lādiņš. Ielejot eļļu ūdenī, eļļas molekulas nevar pierunāt ūdens molekulas prom no to ūdeņraža saites, tāpēc eļļas molekulas salīp kopā un veido lielus globusus, kas migrē uz virsmu, kur veido atsevišķu slānis.
Ziepju molekulas struktūra ir gara ogļūdeņražu virkne ar vienu neuzlādētu galu un otru galu jonu jeb lādētu. Ziepju molekula ir hidrofils un hidrofobisks, kas nozīmē, ka ūdens to gan piesaista, gan atgrūž. Tā kā neuzlādētais gals sajaucas ar eļļu un uzlādētais gals sajaucas ar ūdeni, ziepju molekulas var salauzt eļļas molekulas mazākās un ļauj tām piestiprinātām ūdens molekulām apņemt mazākos eļļas fragmentus, izveidojot emulsija.
Eļļas, ūdens un ziepju eksperiments
Jūs varat redzēt šo dinamiku darbībā, ielejot augu eļļu glāzē ūdens. Ievērojiet, kā eļļa veido krelles, kas migrē uz virsmu. Jūs varat sadalīt šīs krelles atsevišķi, kratot stiklu, bet, tiklīdz kratīšana beidzas, krelles pārveidojas un eļļa atkal paceļas.
Tagad pievienojiet dažus traukus ar trauku ziepēm un atkal sakratiet. Šoreiz maisījums kļūs duļķains. Mākoņainums rodas tāpēc, ka ziepes sadala eļļas molekulas mazākos fragmentos un izkliedē tos visā šķīdumā. Eļļa neizšķīda tāpat kā sāls ūdenī; molekulas ir tikai pārāk mazas un izkaisītas pārāk tālu viena no otras, lai izveidotos gabaliņos, bet tās atkal pārgrupējas, ja ļausiet traukam nostāvēties nakti.
Ziepes attīra taukainos ēdienus
Noderīgs eļļas un ūdens eksperimenta secinājums ir tāds, ka mēģinot notīrīt taukainus un taukainus traukus ar ūdeni vienīgais neizdosies, jo eļļa nesajaucas un paliks uz traukiem neatkarīgi no tā, cik daudz ūdens jūs esat izmantot. Palīdz karsts ūdens, bet tikai nedaudz. Lai pareizi veiktu darbu, jums ir nepieciešamas ziepes, jo ziepes sadala eļļas molekulas un ļauj ūdens molekulām tās apņemt, tāpēc tās nomazgāsies.