ทำไมน้ำมันไม่ผสมน้ำ?

การรั่วไหลของน้ำมันและน้ำสลัดแสดงให้เห็นถึงบทเรียนทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ: น้ำมันและน้ำไม่ผสมกัน สาเหตุของปรากฏการณ์นี้เกี่ยวข้องกับอนุภาคที่เล็กที่สุดที่ประกอบขึ้นเป็นสารแต่ละชนิด โครงสร้างโมเลกุลของน้ำและน้ำมันเป็นตัวกำหนดวิธีที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่นิยม น้ำมันและน้ำไม่ขับไล่กัน การดูคุณสมบัติพื้นฐานที่สุดแสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงแยกจากกัน

ปฏิกิริยาระหว่างน้ำกับน้ำมันเป็นผลมาจากประจุไฟฟ้าของโมเลกุลของน้ำ โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอมและออกซิเจน 1 อะตอม จึงมีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า "H20" อะตอมไฮโดรเจนปล่อย a ประจุไฟฟ้าบวกที่ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล และอะตอมของออกซิเจนจะขจัดประจุไฟฟ้าเชิงลบที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ด้าน. ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงติดฉลากโมเลกุลของน้ำว่า "ขั้ว" โมเลกุลของน้ำมันไม่มีประจุ หมายความว่าไม่มีขั้ว

อะตอมที่มีประจุลบจะดึงดูดอะตอมที่มีประจุบวก ดังนั้น อะตอมออกซิเจนที่มีประจุลบที่ส่วนท้ายของโมเลกุลน้ำหนึ่งจะดึงดูดอะตอมของไฮโดรเจนที่มีประจุบวกที่ส่วนปลายของอีกอะตอมหนึ่ง พวกเขาสร้างการเชื่อมต่อที่เรียกว่า "พันธะไฮโดรเจน" เนื่องจากประจุไฟฟ้าของโมเลกุลของน้ำ โมเลกุลของน้ำมันจึงมีแรงดึงดูดที่แรงกว่าต่อน้ำมากกว่าที่มีต่อโมเลกุลของน้ำมันอื่นๆ นี่คือสาเหตุที่น้ำมันมีแนวโน้มที่จะสร้างฟิล์มบางเมื่อหยดลงบนน้ำในปริมาณเล็กน้อย โมเลกุลของน้ำมันพยายามกระจายออกไปเกาะติดกับน้ำ แทนที่จะสร้างก้อนโมเลกุลของน้ำมันที่แน่นติดกัน

เนื่องจากขั้วของพวกมัน โมเลกุลของน้ำจึงมีแรงดึงดูดที่แรงกว่าซึ่งกันและกันมากกว่าที่มีต่อโมเลกุลของน้ำมัน โมเลกุลของน้ำมันพยายามเชื่อมต่อกับน้ำ แต่พันธะไฮโดรเจนที่เชื่อมโมเลกุลของน้ำเข้าด้วยกันยังคงแรงเกินกว่าจะปล่อยเข้าไปได้ หากดึงผ่านผิวน้ำ น้ำมันจะยืดออกเป็นชั้นที่มีความหนาเท่ากับหนึ่งโมเลกุล เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมันแต่ละโมเลกุลพยายามที่จะเกาะติดกับน้ำ หากเขย่าในน้ำ โมเลกุลของน้ำมันจะก่อตัวเป็นลูกที่แยกจากกันเพราะพันธะที่ยึดโมเลกุลของน้ำไว้ด้วยกันจะไม่แตกออกง่ายเพื่อให้เข้าได้

เนื่องจากโมเลกุลของน้ำจะไม่ยอมให้โมเลกุลของน้ำมันผ่านการเชื่อมโยงถึงกัน น้ำมันจึงถูกผลักออกจากศูนย์กลางของน้ำ คุณจะไม่พบขวดน้ำที่มีน้ำมันอยู่ตรงกลาง -- โมเลกุลของน้ำจะไม่แยกออกจากกันเพื่อให้เกิดสถานการณ์นี้ โมเลกุลของน้ำมีความหนาแน่นสูงกว่าโมเลกุลของน้ำมัน ซึ่งหมายความว่ามีน้ำหนักมากกว่า เนื่องจากมีน้ำหนักเบา น้ำมันจึงลอยขึ้นด้านบน ถ้าคนให้เข้ากัน ให้แยกน้ำมันกับน้ำออกอีกครั้งโดยเติมน้ำมันไว้ด้านบน