การเติมสบู่ลงในน้ำมันและน้ำ

ถ้าเพื่อนของคุณสองคนผสมกันเหมือนน้ำมันกับน้ำ และคุณเชิญพวกเขาทั้งคู่ไปงานปาร์ตี้ อะไรๆ ก็อาจจะดูอึดอัด น้ำมันและน้ำคือ เข้ากันไม่ได้ซึ่งหมายความว่าไม่ผสมกัน ถ้าเพื่อนของคุณต้องอยู่ในห้องเดียวกัน พวกเขาอาจจะจบลงที่ฝั่งตรงข้ามและจ้องมองกันและกัน นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นเมื่อคุณเติมน้ำมันลงในภาชนะที่มีน้ำ: โมเลกุลของน้ำมันและน้ำจะแยกออกจากกัน และเนื่องจากน้ำมัน มีความหนาแน่นน้อยกว่า โมเลกุลของน้ำมันจะไหลลงสู่ด้านบนของภาชนะและปล่อยให้ส่วนล่างของภาชนะตกลงไปในน้ำ โมเลกุล

เพิ่มสบู่ลงในส่วนผสมของน้ำมันและน้ำ แต่สิ่งต่าง ๆ นั้นแตกต่างกัน สบู่ทำตัวเหมือนบุคคลที่สามที่เป็นมิตรกับเพื่อนทั้งสองคนและสามารถทำให้พวกเขารู้สึกสบายใจที่จะอยู่ในห้องเดียวกัน สบู่ไม่ได้ทำให้น้ำมันละลายในน้ำ แต่ช่วยแบ่งโมเลกุลของน้ำมันให้มีขนาดเล็กลงซึ่งสามารถกระจายตัวในน้ำได้

เมื่ออะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมรวมกับอะตอมของออกซิเจนเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ ไฮโดรเจนจะย้ายไปยังด้านหนึ่งของออกซิเจน ทำให้เกิดความแตกต่างของประจุระหว่างทั้งสองฝ่าย โมเลกุลของน้ำจะดึงดูดกันด้วยไฟฟ้าสถิตเพื่อสร้างพันธะไฮโดรเจน ซึ่งไม่แข็งแรงเท่ากับพันธะโควาเลนต์ที่ยึดโมเลกุลไว้ด้วยกัน แต่ก็ยังค่อนข้างแข็งแรง น้ำจะผสมเฉพาะกับโมเลกุลที่มีขั้วอื่นๆ หรือไอออนที่มีประจุซึ่งมีแรงดึงดูดทางไฟฟ้าเพียงพอที่จะแตกหรืออย่างน้อยก็ดัดแปลงพันธะไฮโดรเจนนี้

โมเลกุลของน้ำมันมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุลของน้ำมาก และที่สำคัญกว่านั้นคือไม่มี ประจุขั้ว. เมื่อคุณเทน้ำมันลงในน้ำ โมเลกุลของน้ำมันจะไม่สามารถเกลี้ยกล่อมโมเลกุลของน้ำออกจากพันธะไฮโดรเจนได้ ดังนั้น โมเลกุลของน้ำมันจับกลุ่มกันและก่อตัวเป็นก้อนขนาดใหญ่ที่เคลื่อนตัวขึ้นสู่ผิวน้ำ โดยที่พวกมันก่อตัวเป็นก้อนแยกกัน ชั้น.

โครงสร้างโมเลกุลของสบู่เป็นสายยาวของไฮโดรคาร์บอนที่มีปลายด้านหนึ่งไม่มีประจุและปลายอีกด้านเป็นไอออนิกหรือมีประจุ โมเลกุลของสบู่คือ ชอบน้ำ และ ไม่ชอบน้ำหมายความว่าทั้งดึงดูดและขับไล่ด้วยน้ำ เนื่องจากปลายที่ไม่มีประจุจะผสมกับน้ำมัน และปลายที่มีประจุจะผสมกับน้ำ โมเลกุลของสบู่จึงสามารถทำลายโมเลกุลของน้ำมันได้ ให้เล็กลงและปล่อยให้โมเลกุลของน้ำที่ติดอยู่ล้อมรอบเศษน้ำมันที่เล็กกว่า ทำให้เกิด อิมัลชัน.

คุณสามารถเห็นการทำงานแบบไดนามิกนี้ได้โดยการเทน้ำมันพืชลงในแก้วน้ำ สังเกตว่าน้ำมันก่อตัวเป็นเม็ดบีดที่เคลื่อนขึ้นสู่ผิวน้ำได้อย่างไร คุณสามารถแยกลูกปัดเหล่านี้ออกจากกันได้โดยการเขย่าแก้ว แต่ทันทีที่การสั่นหยุด เม็ดบีดจะเปลี่ยนรูปและน้ำมันจะลอยขึ้นอีกครั้ง

ตอนนี้เพิ่มน้ำยาล้างจานสองสามหยดแล้วเขย่าอีกครั้ง คราวนี้ส่วนผสมจะกลายเป็นขุ่น ความขุ่นเกิดขึ้นเนื่องจากสบู่จะแบ่งโมเลกุลของน้ำมันออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยและกระจายตัวไปทั่วสารละลาย น้ำมันไม่ละลายในลักษณะเดียวกับที่เกลือละลายในน้ำ โมเลกุลมีขนาดเล็กเกินไปและกระจัดกระจายไกลเกินกว่าจะก่อตัวเป็นกอได้ แต่จะจัดกลุ่มใหม่หากคุณปล่อยให้ภาชนะยืนค้างคืน

ข้อสรุปการทดลองใช้น้ำมันและน้ำที่เป็นประโยชน์คือการพยายามทำความสะอาดจานที่มีน้ำมันและมันด้วยน้ำ คนเดียวก็ต้องล้มเหลวเพราะน้ำมันจะไม่ผสมและจะอยู่ในจานไม่ว่าคุณจะใช้น้ำมากแค่ไหน ใช้. น้ำร้อนช่วยได้แต่เพียงเล็กน้อย คุณต้องใช้สบู่เพื่อทำงานอย่างถูกต้อง เพราะสบู่จะแยกโมเลกุลของน้ำมันออกจากกันและปล่อยให้โมเลกุลของน้ำล้อมรอบพวกมัน ดังนั้นพวกมันจะถูกชะล้างออกไป