Các chất lỏng khác nhau đều có tỷ trọng riêng của nó. Chất nhẹ hơn sẽ nổi lên còn chất nhẹ hơn sẽ chìm xuống. Ví dụ: dầu nổi trên nước do dầu có tỷ trọng riêng nhỏ hơn nước. Không biết có chất lỏng nào nặng hơn nước không?
Nhỏ mấy giọt dầu vào nước trong, bạn sẽ thấy chúng lập tức loang ra thành một màng mỏng nổi trên mặt nước. Cho dù bạn có khuấy nước mạnh đến đâu, chúng cũng không thể hoà tan làm một. Vì sao vậy?
Chúng ta đã biết nước suối có thể nhô cao hơn miệng cốc mà không tràn ra ngoài là vì sức căng bề mặt kéo chặt các phần tử trên mặt chất lỏng lại.
Sức căng bề mặt của các loại chất lỏng không giống nhau: của dầu nhỏ hơn của nước. Khi dầu rơi vào mặt nước, nước co lại hết mức nên đã kéo dầu dãn ra thành một màng mỏng nổi bên trên. Hơn nữa, tỷ trọng dầu lại nhỏ hơn nước rất nhiều, nên dù có dùng sức khuấy thế nào, thì màng dầu vẫn nổi trên mặt nước và không hoà tan được.
Những chú chim thường xuyên phải nhào ngụp xuống nước để bắt cá cũng dựa vào đặc tính của dầu để bảo vệ mình. Bộ lông vũ trên cơ thể chúng thường xuyên được "tráng" một lớp dầu mỡ đặc biệt tiết ra từ các lỗ chân lông. Nếu không có lớp dầu đó bảo vệ, lông vũ sẽ bị ướt và khi đó chim sẽ chết chìm ngay. Có thể thấy vào lúc trời mưa, những con vịt hăng hái chạy đi chạy lại mà lông không hề bị ướt, còn các chú gà do trên lông không có lớp dầu che phủ, nên bị nước mưa thấm ướt và trở thành gà "rù".
[Theo 10 vạn câu hỏi vì sao]
Quảng cáo
Chắc hẳn trong cuộc sống hàng ngày, bạn dễ dàng nhận thấy dầu mỡ không tan được trong nước. Khi dầu gặp nước, do dầu nhẹ hơn nước nên dễ dàng nổi lên trên mặt nước. Vậy vì sao dầu mỡ không tan trong nước? Trên thực tế có 2 nguyên nhân chính có thể ý giải vấn đề này đó là liên quan đến cấu trúc phân tử của dầu và nước. Những nguyên nhân cụ thể sẽ được Bách Hóa Môi Trường chia sẻ ngay dưới đây.
Mật độ phân tử của dầu và nước khác nhau
Vì sao dầu mỡ không tan trong nước? Nguyên nhân đầu tiên khiến cho dầu và nước không thể trộn lẫn với nhau đó là do phân tử của mỗi chất liên kiến khác nhau. Phân tử nước thường có liên kết với nhau chặt chẽ hơn.
Một nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng, số lượng phân tử trong nước còn nhiều hơn cả số ngôi sao trên bầu trời. Đặt lên bàn cân so sánh, có thể dễ dàng nhận thấy, số lượng phân tử trong nước sẽ nhiều hơn trong dầu. Chính điều này lý giải tại sao khi dầu và nước gặp nhau, dầu luôn nổi lên trên mặt nước.
Vì sao dầu mỡ không tan trong nước?
Mật độ phân tử của mỗi chất là khác nhau. Mật độ này không bao giờ thay đổi và trở thành đặc tình của mỗi nguyên tử để bạn có thể dễ dàng nhận biết chúng giữa nhiều chất khác. Để lý giải vì sao dầu mỡ không tan trong nước, người ta thường dựa trên sự khác nhau về mật độ phân tử.
>>> Xem ngay: Cách làm tan mỡ trong ống thoát nước đơn giản.
Sự phân cực
Một trong những lý do vì sao dầu mỡ không tan trong nước đó là do sự phân cực. Lý do chính là do độ âm điện của mỗi nguyên tố khác nhau. Từ đó, khiến cho dầu và mỡ khó có thể hòa tan với nhau.
Trong mỗi phân tử, hiệu số độ âm điện sẽ quyết định phân tử có liên kết phân cực hay không. Thông thường độ âm điện từ 0,4 – 1,8 sẽ có liên kết phân cực. Nước được tạo thành từ 2 nguyên tử Hydro và 2 nguyên tử Oxy. 3 nguyên tử này cùng liên kết với nhau theo dạng mạch hình chữ V chứ không phải mạch thẳng.
Các electron có trong phân tử thường phân bố ở vị trí Oxy nhiều hơn so với Hydro. Do đó, vị trí của Oxy sẽ mang điện cực âm, 2 đầu của Hydro sẽ mang điện cực dương.
Sự phân cực của dầu mỡ khác hoàn toàn so với nước nên không tan trong nước
>>> Xem ngay: Bồn rửa chén thoát nước chậm lý do tại sao?
Tất cả những phân tử phân cực này sẽ chỉ hòa tan trong dung môi phân cực tương tự. Ngược lại, các phân tử không phân cực sẽ chỉ tan được trong dung môi không phân cực. Nước có cấu trúc phân tử phân cực và dầu có cấu trúc phân tử không phân cực. Chính vì vậy, nước và dầu không thể hòa tan được với nhau.
Chính vì vậy, nếu bạn dùng nước để làm sạch dầu bám ở bề mặt chắc chắn không mang lại kết quả như mong muốn. Bạn chỉ có thể làm sạch một phần bề mặt mà thôi. Việc làm sạch tất cả bề mặt là điều không thể.
Với công nghệ phát triển như ngày nay, bạn có thể sử dụng chất tẩy hoặc xà phòng để làm sạch dụng cụ hay bề mặt có dính dầu. Cách làm này mang lại hiệu quả tốt vượt ngoài mong muốn và tiện lợi hơn nhiều so với việc chỉ dùng nước như ngày trước.
Để loại bỏ vết dầu bám, bạn có thể dùng chất tẩy rửa chuyên dụng thay vì nước
>>> Xem ngay: Làm thế nào để khử mùi cống nhà vệ sinh bị hôi?
Qua đây, bạn đã biết lý do vì sao dầu mỡ không tan trong nước. Do cấu trúc phân tử và độ âm điện khác nhau khiến cho dầu và nước không thể hòa tan vào nhau. Chính vì vậy, để làm sạch bề mặt bám dầu mỡ, bạn nên sử dụng chất tẩy rửa chuyên dụng.
Đã bao giờ các bạn rửa bàn tay dính dầy dầu và nhận ra rằng nó không thể nào rửa được bằng nước? Hoặc có lần các bạn nghe nói về những vụ tràn dầu, bạn thắc mắc tại sao cả đại dương nước không thể hòa tan được lượng dầu nhỏ bé đó? Có 2 nguyên nhân chính giải thích vì sao dầu không thể hòa tan vào trong nước và 2 nguyên nhân này đều có liên quan đến các thành phần rất nhỏ gọi là phân tử. Mọi thứ xung quanh chúng ta đều được tạo nên từ các hạt rất nhỏ gọi là phân tử. Cách để 2 chất tiếp xúc với nhau phụ thuộc vào sự tương tác lý - hóa giữa các phân tử của chất đó.
Dầu và nước có mật độ phân tử khác nhau
Nguyên nhân đầu tiên khiến dầu và nước không thể trộn lẫn vào nhau là do các phân tử của mỗi chất liên kết bằng những cách khác nhau. Các phân tử nước liên kết với nhau chặt chẽ hơn. Hãy hình dung bên trong một cốc nước có chứa số lượng các phân tử còn nhiều hơn số ngôi sao trên bầu trời. Điều này có nghĩa là nếu so sánh cùng một lượng nước và dầu, số lượng phân tử trong nước sẽ nhiều hơn dầu. Điều đó giải thích vì sao nước luôn chìm xuống và dầu luôn nổi lên phía trên.
Sự phân cực
Có thêm một lý do khác khiến nước và dầu không thể hòa tan vào nhau là do sự phân cực. Chính xác hơn, độ âm điện của mỗi nguyên tố là khác nhau, trong phân tử, hiệu số độ âm điện này sẽ quyết định phân tử đó có liên kết phân cực hay không [từ 0,4 đến 1,8]. Nước là phân tử phân cực. Nó được tạo thành từ 2 nguyên tử Hydro và 1 nguyên tử Oxy. 3 nguyên tử này liên kết với nhau không theo dạng mạch thẳng mà tạo thành hình chữ V. Các electron trong phân tử phân bố ở vị trí của Oxy nhiều hơn so với Hidro, do đó vị trí của Oxy sẽ mang cực âm và ngược lại, 2 đầu hidro mang cực dương. Các phân tử phân cực chỉ hòa tan trong dung môi phân cực. Các phân tử không phân cực thì chỉ tan được trong dung môi không phân cực. Đáng buồn thay, dầu có cấu trúc phân tử không phân cực. Và do đó, khi cho dầu vào nước, nó chỉ nổi lên bề mặt do nguyên nhân 1 chứ không hòa tan vào nước. Dĩ nhiên là với các công nghệ tiến bộ ngày nay, chúng ta đã có những loại chất tẩy rửa hoặc xà phòng giúp rửa tay chúng ta hoặc các dụng cụ gia đình sạch vết dầu. Xin cám ơn hóa học. 😃
Tham khảo Education, Smithsonianmag, Wired