2015/06/22

Почему вода и масло никогда не смешиваются?

Эксперимент: Вода и масло
Тебе понадобится:
  • стакан воды
  • масло подсолнечное или оливковое

  1. Возьми стакан с водой и тихонько налей в него масло. Что произошло с маслом? Ты видишь, как аминокислоты пытаются как можно быстрее отделиться от воды, формируя небольшие шарики или пузырьки. Если ты оставишь стакан ненадолго в покое, то вскоре ты увидишь, что масло полностью отделилось от воды и поднялось наверх, образовав на поверхности единую липидную мембрану.
  2. А ты пробовал когда-нибудь отмыть масленые руки простой водой? А водой с мылом? В чем разница? Натри руки маслом, затем намыль их. Мыло состоит из липидных молекул, часть из которых влаголюбивая, а часть нет. Липиды, которые не любят воду, прикрепляются к маслу, а те, которые любят воду, стремятся к воде, унося масло с твоих рук с собой.

Photo by Yortw
Так почему масленые руки нельзя отмыть водой? Почему нефть, разлившаяся в море, собирается на поверхности? Почему масло никогда не смешается с водой?

Существует две основных причины, по которым масло и вода никогда не смешиваются, даже, если они находятся в одной емкости. Весь мир вокруг нас состоит из молекул, и смешение двух веществ полностью зависит от вида и количества этих молекул. 

Первая причина, по которой вода и масло никогда не смешаются – это то, что они имеют разное количество молекул, т.е. плотность этих веществ разная. Молекулы воды упакованы очень плотно, их много. В одном стакане воды больше молекул, чем всех известных звезд на небе. В масле молекул меньше, они упакованы не так плотно. Это означает, что если мы возьмем одинаковое количество воды и масла, то в воде молекул будет больше, а в масле меньше. Именно из-за разной плотности вода осядет вниз, а масло поднимется наверх.

Вторая причина, по которой эти жидкости не смешиваются – это полярность. Помнишь про грозовые тучи, в которых есть положительные и отрицательные заряды? Точно так же и здесь. Вода состоит из полярных молекул, т.е. каждая ее молекула с одной стороны имеет положительный заряд, а с другой стороны – отрицательный. Раз противоположности притягиваются, то и молекулы воды притягиваются друг к другу. Молекулы масла, напротив, неполярные, и покрыты оболочкой только из отрицательных зарядов. Так как полярные молекулы растворяются только в полярных растворителях, а неполярные молекулы – в неполярных, то вода и масло никак не могут смешаться. Их молекулы просто отталкиваются друг от друга. 

Вот почему, даже если ты потрясешь стакан, эти два вещества все равно не смешаются и образуют два разных слоя.

Задания:
  1. Ты можешь повторить эксперимент с другими веществами: а) мед, масло, вода; б) уксус, вода.
  2. Еще эксперименты с водой ты найдешь здесь.