Змішайте це з олією та водою - Scientific American

Наукова активність від Science Buddies

american

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Ключові поняття
Хімія
ПАР
Щільність
Полярність

Вступ
Можливо, ви чули, як люди кажуть: "Ці двоє змішуються, як олія та вода", коли вони описують двох людей, які не ладнають. Можливо, ви також помітили блискучу олію, яка пливе на поверхні водних калюж після дощу. В обох випадках ви розумієте, що вода та олія погано поєднуються, але чи задумувались ви коли-небудь, чому? Так багато інших речей може розчинитися у воді - чому б не олія? У цій діяльності ми дослідимо, що робить нафту такою особливою, і спробуємо здійснити неможливе: змішати олію та воду!

Передумови
На відміну від багатьох інших речовин, таких як фруктовий сік, харчові барвники або навіть цукор і сіль, олії не змішуються з водою. Причина пов’язана з властивостями олії та води. Молекули води складаються з одного атома кисню та двох атомів водню. Окрім цієї дуже простої структури, молекули води є полярними, що означає нерівномірний розподіл заряду по молекулі води. Вода має частковий негативний заряд від атома кисню, а частковий позитивний заряд від атомів водню. Ця полярність дозволяє молекулам води утворювати міцні водневі зв’язки між собою між негативно зарядженим атомом кисню на одній молекулі води та позитивно зарядженими атомами водню іншої. Інші молекули, такі як солі та цукри, здатні розчинятися у воді завдяки своїй полярності. Заряди на кожному кінці молекули води сприяють руйнуванню хімічних структур інших молекул.

Масла, навпаки, неполярні, і в результаті їх не приваблює полярність молекул води. Насправді, олії гідрофобні, або "страх води". Замість того, щоб привертати увагу до молекул води, вони відштовхуються від молекул нафти. Як результат, коли ви додаєте олію в склянку води, вони не змішуються між собою. Оскільки нафта менш щільна, ніж вода, вона завжди буде плавати поверх води, створюючи поверхневий шар нафти. Ви могли бачити це на вулицях після сильного дощу - на деяких калюжах води буде покриватися маслом.