Vărsările de ulei și sosurile de salată demonstrează o lecție științifică importantă: uleiul și apa nu se amestecă. Motivele acestui fenomen se referă la cele mai mici particule care alcătuiesc fiecare dintre aceste substanțe. Structura moleculară a apei și a uleiului determină modul în care acestea interacționează între ele. Contrar credinței populare, petrolul și apa nu se resping reciproc. O privire asupra proprietăților lor de bază arată de ce se separă.
Polaritatea și nepolaritatea moleculelor
Interacțiunea dintre apă și ulei rezultă din încărcarea electrică a moleculelor de apă. O moleculă de apă conține doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, de unde și denumirea sa științifică „H20”. Atomii de hidrogen emit o o sarcină electrică pozitivă la un capăt al moleculei, iar atomii de oxigen declanșează o sarcină electrică negativă pe celălalt latură. Din acest motiv, oamenii de știință etichetează moleculele de apă drept „polare”. Moleculele de ulei nu conțin o încărcare, ceea ce înseamnă că sunt nepolare.
Atracția moleculelor
Atomii cu sarcină negativă îi atrag pe cei cu sarcină pozitivă. Deci, atomul de oxigen încărcat negativ la capătul unei molecule de apă atrage atomii de hidrogen încărcați pozitiv la capătul alteia. Ei creează o conexiune numită „legătură de hidrogen”. Datorită încărcării electrice a moleculelor de apă, moleculele de ulei prezintă o atracție mai puternică pentru apă decât o fac față de alte molecule de ulei. Acesta este motivul pentru care uleiul tinde să creeze o peliculă subțire atunci când este aruncat în cantități mici pe apă. Moleculele de ulei încearcă să se extindă pentru a se atașa de apă, mai degrabă decât să creeze o bilă strânsă de molecule de ulei atașate una de alta.
Moleculele de apă se lipesc împreună
Datorită polarității lor, moleculele de apă posedă o atracție mai puternică una față de cealaltă decât o fac spre moleculele de ulei. Moleculele de ulei încearcă să se conecteze la apă, dar legăturile de hidrogen care leagă moleculele de apă împreună rămân prea puternice pentru a le permite să intre. Dacă este tras pe suprafața apei, uleiul se va întinde până la un strat de grosimea unei molecule, deoarece fiecare moleculă de ulei încearcă să se atașeze la apă. Dacă sunt agitate în apă, moleculele de ulei se formează în bile separate, deoarece legăturile care țin moleculele de apă împreună nu se vor rupe ușor pentru a le lăsa să intre.
De ce petrolul plutește în apă
Deoarece moleculele de apă nu vor lăsa moleculele de ulei să se lege între ele, petrolul este împins de la centrul apei. Nu veți găsi un borcan de apă cu ulei situat în mijloc - moleculele de apă nu se vor separa pentru a permite acest scenariu. Moleculele de apă prezintă o densitate mai mare decât moleculele de ulei, ceea ce înseamnă că cântăresc mai mult. Deoarece este mai ușor, uleiul se ridică la vârf. Dacă se amestecă, uleiul și apa se separă întotdeauna din nou cu ulei deasupra.