Înainte să începi: Științe exploratorii; Proporții simple și citirea atentă a datelor dintr-un enunț.
Uleiul formează picături și apoi un strat separat în apă deoarece amestecarea completă nu este favorizată suficient de interacțiunile dintre cele două tipuri de molecule. Densitatea stabilește ordinea straturilor, dar nu explică singură lipsa miscibilității.
Două întrebări diferite
„De ce nu se amestecă uniform?” privește echilibrul dintre interacțiuni și efectele amestecării. „De ce uleiul stă deasupra?” privește densitatea relativă. Un lichid mai dens decât apa poate fi tot nemiscibil, dar ar forma stratul inferior.
Moleculele de apă sunt polare și formează o rețea dinamică de interacțiuni, inclusiv legături de hidrogen. În multe uleiuri predomină regiuni hidrocarbonate nepolare. Introducerea lor în apă nu reproduce aceleași interacțiuni favorabile între moleculele de apă.
Expresia „asemănătorul dizolvă asemănătorul” este un ghid inițial, nu o lege care decide singură toate cazurile. Moleculele reale pot avea regiuni diferite, iar temperatura și compoziția contează.
Ce face agitarea
Agitarea poate fragmenta uleiul în picături mici dispersate în apă. Se mărește suprafața de contact, iar amestecul poate părea uniform pentru un timp. Totuși, picăturile reprezintă o fază separată, nu molecule distribuite ca într-o soluție adevărată.
Fără un mecanism de stabilizare suficient, picăturile se pot reuni și straturile reapar. Un emulgator poate modifica comportamentul interfeței și stabilitatea dispersiei. Formarea unei emulsii nu trebuie echivalată automat cu o reacție chimică sau cu dizolvarea completă.
Exemplu rezolvat: masă și poziție
Presupunem 50 mL dintr-un ulei cu densitatea ipotetică 0,90 g/mL și 50 mL apă aproximată la 1,00 g/mL. Masa uleiului este 45 g, iar a apei 50 g. Masa totală este 95 g, dacă nu există pierderi.
Uleiul este mai puțin dens și poate forma stratul superior în sistemul nemiscibil. Dacă agităm, masa rămâne 95 g chiar dacă interfața devine greu de văzut. Aspectul tulbure nu creează masă și nici nu demonstrează formarea unei substanțe noi.
Nu folosim automat suma volumelor pentru orice amestec molecular. În acest exemplu, volumele sunt date pentru fazele separate și sunt folosite doar la calculul maselor.
Confuzia de evitat
Nu toate lichidele organice se comportă ca uleiul. Etanolul se amestecă cu apa în condiții obișnuite, deoarece structura sa oferă alte posibilități de interacțiune. Vezi alcoolii și grupa hidroxil.
Întrebări frecvente
Dacă uleiul plutește, înseamnă că nu are masă?
Nu. Are masă și volum; densitatea sa este doar mai mică decât a fazei apoase din exemplu.
Picăturile foarte mici formează o soluție?
Nu neapărat. Dimensiunea mică poate face o dispersie greu de observat, fără să elimine existența a două faze.
Detergentul transformă uleiul în apă?
Nu. Substanțele tensioactive pot stabiliza dispersarea grăsimii și interacționa cu interfața, fără a transforma prin aceasta uleiul în molecule de apă.
