Petrol sızıntıları ve salata sosları önemli bir bilimsel ders verir: Yağ ve su karışmaz. Bu fenomenin nedenleri, bu maddelerin her birini oluşturan en küçük parçacıklarla ilgilidir. Su ve yağın moleküler yapısı, birbirleriyle etkileşim şeklini belirler. Sanılanın aksine yağ ve su birbirini itmez. En temel özelliklerine bir bakış, neden ayrıldıklarını gösterir.
Moleküllerin Polaritesi ve Polaritesizliği
Su ve yağın etkileşimi, su moleküllerinin elektrik yükünden kaynaklanır. Bir su molekülü iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu içerir, dolayısıyla bilimsel adı "H20"dir. Hidrojen atomları bir molekülün bir ucunda pozitif elektrik yükü ve oksijen atomları diğer ucunda negatif bir elektrik yükü yayar. yan. Bu nedenle bilim adamları su moleküllerini "kutuplu" olarak etiketlerler. Yağ molekülleri bir yük içermez, yani polar değildirler.
Moleküllerin Çekiciliği
Negatif yüklü atomlar, pozitif yüklü atomları çeker. Böylece, bir su molekülünün ucundaki negatif yüklü oksijen atomu, diğerinin ucundaki pozitif yüklü hidrojen atomlarını çeker. "Hidrojen bağı" adı verilen bir bağlantı oluştururlar. Su moleküllerinin elektrik yükü nedeniyle, yağ molekülleri suya diğer yağ moleküllerine göre daha güçlü bir çekim gösterir. Bu nedenle yağ, suya küçük miktarlarda düştüğünde ince bir film oluşturma eğilimindedir. Yağ molekülleri, birbirine bağlı sıkı bir yağ molekülü topu oluşturmak yerine, suya tutunmak için yayılmaya çalışır.
Su Molekülleri Birbirine Yapışır
Polariteleri nedeniyle, su molekülleri birbirlerine, yağ moleküllerine göre daha güçlü bir çekime sahiptir. Yağ molekülleri suya bağlanmaya çalışır, ancak su moleküllerini birbirine bağlayan hidrojen bağları, onların içeri girmesine izin vermeyecek kadar güçlü kalır. Su yüzeyinden çekilirse, her bir yağ molekülü kendisini suya bağlamaya çalıştığından, yağ bir molekül kalınlığında bir tabakaya gerilecektir. Suda çalkalanırsa, yağ molekülleri ayrı toplar oluşturur, çünkü su moleküllerini bir arada tutan bağlar kolayca kırılmaz ve içeri girmelerine izin vermez.
Yağ Suda Neden Yüzer?
Su molekülleri, yağ moleküllerinin birbirleriyle olan bağlantılarına izin vermeyeceğinden, petrol suyun merkezinden uzağa itilir. Ortasında yağ bulunan bir kavanoz su bulamazsınız - su molekülleri bu senaryoya izin vermek için ayrılmayacaktır. Su molekülleri, yağ moleküllerinden daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir, bu da daha ağır oldukları anlamına gelir. Daha hafif olduğu için yağ üste çıkar. Karıştırılırsa, yağ ve su her zaman üstte yağ olacak şekilde tekrar ayrılır.