Derramamentos de óleo e molhos para salada demonstram uma importante lição científica: óleo e água não se misturam. As razões para esse fenômeno estão relacionadas às menores partículas que compõem cada uma dessas substâncias. A estrutura molecular da água e do óleo determina a maneira como eles interagem entre si. Ao contrário da crença popular, óleo e água não se repelem. Uma olhada em suas propriedades mais básicas mostra por que eles se separam.
Polaridade e não polaridade das moléculas
A interação de água e óleo resulta da carga elétrica das moléculas de água. Uma molécula de água contém dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, daí seu nome científico "H20". Os átomos de hidrogênio emitem um carga elétrica positiva em uma extremidade da molécula, e os átomos de oxigênio liberam uma carga elétrica negativa na outra lado. Por esse motivo, os cientistas rotulam as moléculas de água de "polares". As moléculas de óleo não contêm uma carga, o que significa que são apolares.
Atração de moléculas
Os átomos com carga negativa atraem aqueles com carga positiva. Assim, o átomo de oxigênio carregado negativamente no final de uma molécula de água atrai os átomos de hidrogênio carregados positivamente no final de outra. Eles criam uma conexão chamada "ligação de hidrogênio". Por causa da carga elétrica das moléculas de água, as moléculas de óleo apresentam uma atração mais forte pela água do que por outras moléculas de óleo. É por isso que o óleo tende a criar uma película fina quando derramado em pequenas quantidades na água. As moléculas de óleo tentam se espalhar para se ligar à água, em vez de criar uma bola compacta de moléculas de óleo unidas umas às outras.
Moléculas de água se unem
Por causa de sua polaridade, as moléculas de água possuem uma atração mais forte entre si do que pelas moléculas de óleo. As moléculas de óleo tentam se conectar à água, mas as ligações de hidrogênio que conectam as moléculas de água permanecem fortes demais para deixá-las entrar. Se puxado pela superfície da água, o óleo se estenderá até uma camada da espessura de uma molécula, já que cada molécula de óleo tenta se ligar à água. Se agitadas em água, as moléculas de óleo se formam em bolas separadas porque as ligações que mantêm as moléculas de água juntas não se quebram facilmente para deixá-las entrar.
Por que o óleo flutua na água
Uma vez que as moléculas de água não permitem que as moléculas de óleo passem por suas ligações umas com as outras, o óleo é empurrado para longe do centro da água. Você não encontrará uma jarra de água com óleo localizada no meio - as moléculas de água não se separam para permitir esse cenário. As moléculas de água apresentam uma densidade maior do que as moléculas de óleo, o que significa que pesam mais. Por ser mais leve, o óleo sobe até o topo. Se mexidos, o óleo e a água sempre se separam novamente com o óleo por cima.