مهندس

في أحد مشاهد فيلم (محامي خلع) للمثل هاني رمزي، يخرج إلينا كمحامي في قاعة المحكمة وهو يصيح (سيدي الرئيس هل يختلط الزيت بالماء، لا يمكن أن يختلط الزيت بالماء). في الفيلم استُخدم اختلاط الزيت بالماء للدلالة على أمرٍ يستحيل حدوثه، وهذا بالطبع ما يمكن لك ملاحظته لوحدك عندما تحاول غسل يدك الملطخة بالزيوت بالماء وحده أو عندما تُشاهد مقطع فيديو لبقع النفط المتسربة وهي تطفو على سطح المحيط.

يتكون جزيء الماء من ذرة أوكسجين وذرتي هيدروجين وتبعث ذرات الهيدروجين شحنةً موجبة في أحد طرفي الجزيء في حين أنّ ذرة الأوكسجين تبعث شحنةً سالبة، هذا يجعل جزيئات الماء تندرج ضمن الجزيئات القطبية وهذه الخاصية تجعل جزيئات الماء قادرةً على الترابط مع بعضها البعض،  فالشحنة السالبة لشاردة الأوكسجين تنجذب للشحنات الموجبة لشوارد الهيدروجين وهذه الرابطة المتشكلة بين الشاردتين تُسمى بالرابطة الهيدروجينية.

بسبب الشحنة الكهربائية لجزيئات الماء يكون انجذاب الزيت (والذي يتمتع بطبيعة غير قطبية) للماء أكبر من انجذابه لجزيئات الزيت الأخرى، ولهذا نلاحظ أنّ الزيت يميل للانتشار لتكوين طبقة رقيقة عند سكبه فوق الماء بدلًا من تشكيل كرة من الزيت تتجمع فيها جزيئات الزيت.

ولكن بسبب قطبية الماء تكون جاذبية جزيئات الماء نحو بعضها البعض أقوى من جاذبيتها لجزيئات الزيت، ورغم محاولة جزيئات الزيت الارتباط بالماء تمنعها قوة الروابط الهيدروجينية ولا تسمح لها بالدخول بين جزيئات الماء.

بشكلٍ عام عندما تذيب الملح أو حتى السكر أو القهوة في الماء ستلاحظ اختلاط هذه العناصر بسهولة لأنّها تحتوي هي الأخرى جزيئاتٍ قطبية وهذا يمنحها القدرة على الاختلاط بالماء، أما الجزيئات غير القطبية فلا تختلط إلا بالمواد غير القطبية الشبيهة بها وهذا هو الجواب المختصر للسؤال.

ولكن ما الذي سيحصل عندما نحاول مزج الزيت بالماء أو بالأحرى مزج الجزيئات القطبية مع غير القطبية؟ ما سيحصل أنّ جزيئات الماء القطبية ستنجذب نحو بعضها البعض وفي المقابل ستنجذب جزيئات الزيت غير القطبية نحو بعضها هي الأخرى. حينها سيتجمع الماء في الأسفل يعلوه الزيت حتمًا فلا وجود لحالة يكون فيها الزيت موجودًا في الوسط بين جزئين من الماء لأنّ كثافة الماء أكبر من كثافة الزيت وبالتالي هو أثقل منه، ولأنّ جزيئات الماء لن تنفصل وتسمح بمرور الزيت بينها.

وعندما تحرك الزجاجة التي تحتوي مزيجًا من المركبين معًا ستلاحظ حالةً من الامتزاج بينهما (وهذه الحالة طبعًا لا تدوم لوقتٍ طويل) وهو ما يحدث لأنّك بتحريك الزجاجة تسببت بتشكيل مستحلب وأجبرت السائلين على الاختلاط معًا ليعودا للانفصال من جديد.

يمكنك مزج السائلين معًا أو إجبارهما على الامتزاج ببعضهما بسهولة وذلك عبر إضافة القليل من المواد المستحلبة كالصابون مثلًا فعندما تقوم بذلك وتحرك المزيج في الزجاجة ستلاحظ أنّهما أصبحا قابلين على الذوبان في بعضهما؛ إذ أنّ الصابون هو جزيء لديه مركبٌ بطرفٍ قطبي وآخر غير قطبي، وبذلك فهو يرتبط بالماء من طرف والزيت من الطرف الآخر فيحل المشكلة بسهولة (ولو أنّه حينها سيصبح لدينا مزيجٌ من الصابون والزيت والماء).

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "لماذا لا تذوب الزيوت في الماء"؟