Olielekkages en saladedressings laten een belangrijke wetenschappelijke les zien: olie en water gaan niet samen. De redenen voor dit fenomeen hebben betrekking op de kleinste deeltjes waaruit elk van deze stoffen bestaat. De moleculaire structuur van water en olie bepaalt de manier waarop ze met elkaar omgaan. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, stoten olie en water elkaar niet af. Een blik op hun meest elementaire eigenschappen laat zien waarom ze uit elkaar gaan.
Polariteit en niet-polariteit van moleculen
De interactie van water en olie is het gevolg van de elektrische lading van watermoleculen. Een watermolecuul bevat twee waterstofatomen en één zuurstofatoom, vandaar de wetenschappelijke naam "H20". De waterstofatomen stoten een positieve elektrische lading aan het ene uiteinde van het molecuul, en de zuurstofatomen geven een negatieve elektrische lading aan het andere uiteinde kant. Om deze reden bestempelen wetenschappers watermoleculen als 'polair'. Oliemoleculen bevatten geen lading, wat betekent dat ze niet-polair zijn.
Aantrekkingskracht van moleculen
Atomen met een negatieve lading trekken die met een positieve lading aan. Dus het negatief geladen zuurstofatoom aan het einde van het ene watermolecuul trekt de positief geladen waterstofatomen aan het einde van het andere aan. Ze creëren een verbinding die een 'waterstofbinding' wordt genoemd. Vanwege de elektrische lading van watermoleculen, vertonen oliemoleculen een sterkere aantrekkingskracht op water dan op andere oliemoleculen. Dit is de reden waarom olie de neiging heeft om een dunne film te vormen wanneer deze in kleine hoeveelheden op water valt. De oliemoleculen proberen zich uit te spreiden om zich aan water te hechten, in plaats van een strakke bal van oliemoleculen te creëren die aan elkaar zijn bevestigd.
Watermoleculen plakken aan elkaar
Door hun polariteit hebben watermoleculen een sterkere aantrekkingskracht op elkaar dan op oliemoleculen. Oliemoleculen proberen verbinding te maken met water, maar waterstofbruggen die watermoleculen met elkaar verbinden, blijven te sterk om ze binnen te laten. Als olie over het wateroppervlak wordt getrokken, zal het zich uitstrekken tot een laag ter dikte van één molecuul, aangezien elk oliemolecuul zich aan water probeert te hechten. Als ze in water worden geschud, vormen oliemoleculen afzonderlijke ballen omdat de bindingen die watermoleculen bij elkaar houden niet gemakkelijk zullen breken om ze binnen te laten.
Waarom olie in water drijft
Omdat watermoleculen geen oliemoleculen door hun verbindingen met elkaar laten, wordt olie weggeduwd van het centrum van water. Je zult geen pot water met olie in het midden vinden - watermoleculen zullen niet scheiden om dit scenario mogelijk te maken. Watermoleculen hebben een hogere dichtheid dan oliemoleculen, wat betekent dat ze meer wegen. Omdat het lichter is, stijgt olie naar boven. Als je roert, scheiden olie en water altijd weer met olie erop.