Dacă doi dintre prietenii tăi se amestecă ca uleiul și apa și îi inviți pe amândoi la o petrecere, lucrurile ar putea deveni incomode. Uleiul și apa sunt nemiscibil, ceea ce înseamnă că nu se amestecă. Dacă prietenii tăi trebuie să rămână în aceeași cameră, probabil că vor ajunge pe părți opuse, aruncându-și privirile reciproc. Acesta este în esență ceea ce se întâmplă atunci când adăugați ulei într-un recipient cu apă: uleiul și moleculele de apă rămân separate și din cauza uleiului este mai puțin densă, moleculele de ulei gravitează în partea superioară a recipientului și lasă partea inferioară a recipientului către apă molecule.
Cu toate acestea, adăugați săpun la un amestec de ulei și apă, iar lucrurile stau diferit. Săpunul acționează ca o a treia persoană care se află în relații bune cu ambii prieteni și îi poate face să se simtă suficient de confortabil pentru a sta în aceeași cameră. Săpunul nu face ca uleiul să se dizolve în apă, dar ajută la spargerea moleculelor de ulei în altele mai mici, care se pot dispersa în apă.
Cum mediază săpunul între petrol și apă
Când doi atomi de hidrogen se combină cu un atom de oxigen pentru a forma o moleculă de apă, hidrogenii migrează către o parte a oxigenului, creând o diferență de încărcare între cele două părți. Moleculele de apă se atrag reciproc electrostatic pentru a forma o legătură de hidrogen, care nu este la fel de puternică ca legătura covalentă care menține moleculele împreună, dar este încă destul de puternică. Apa se va amesteca numai cu alte molecule polare sau ioni încărcați cu o atracție electrică suficientă pentru a sparge sau cel puțin a modifica această legătură de hidrogen.
Moleculele de ulei sunt mult mai mari decât moleculele de apă și, mai important, nu au sarcina polară. Când turnați ulei în apă, moleculele de ulei nu pot convinge moleculele de apă departe de legătura lor de hidrogen, deci moleculele de ulei se adună și formează globuri mari care migrează la suprafață, unde formează un separat strat.
Structura moleculei de săpun este un șir lung de hidrocarburi cu un capăt neîncărcat și celălalt capăt ionic sau încărcat. Molecula de săpun este hidrofil și hidrofob, ceea ce înseamnă că este atras și respins de apă. Deoarece capătul neîncărcat se amestecă cu ulei, iar capătul încărcat se amestecă cu apă, moleculele de săpun pot sparge moleculele de ulei în altele mai mici și permite moleculelor de apă atașate acestora să înconjoare fragmentele de ulei mai mici, creând un emulsie.
Experiment cu ulei, apă și săpun
Puteți vedea această dinamică în acțiune turnând ulei vegetal într-un pahar cu apă. Rețineți cum uleiul formează margele care migrează la suprafață. Puteți sfărâma aceste mărgele scuturând paharul, dar de îndată ce scuturarea se oprește, mărgelele se reformează și uleiul crește din nou.
Acum adăugați câteva stropi de săpun de vase și agitați din nou. De data aceasta, amestecul va deveni tulbure. Înnorarea apare deoarece săpunul rupe moleculele de ulei în fragmente mai mici și le dispersează în soluție. Uleiul nu s-a dizolvat în același mod în care sarea se dizolvă în apă; moleculele sunt prea mici și împrăștiate prea departe pentru a se forma în aglomerări, dar se vor regrupa dacă lăsați recipientul să stea peste noapte.
Săpunul curăță vasele grase
O concluzie utilă a experimentului privind uleiul și apa este că încercarea de a curăța vasele grase și grase cu apă singur va eșua, pentru că uleiul nu se va amesteca și va rămâne pe vase, indiferent cât de multă apă utilizare. Apa caldă ajută, dar doar puțin. Aveți nevoie de săpun pentru a face treaba corect, deoarece săpunul rupe moleculele de ulei și le permite moleculelor de apă să le înconjoare, astfel încât acestea să se spele.