|
 |
|
Odgovor na moje prethodno pitanje je sledeći: Molekule vode jedna drugu privlace (vodikovi ioni se orijentiraju prema kisikovim) ali kako je oko vode u svim smjerovima voda povlacenje molekule vode od drugih molekula jednaka nema efekta. Na povrsini je drugacije jer prema gore nema povlacenja sto rezultira silom koja djeluje na molekule vode na povrsini prema dolje - povrsinska napetost.
Kada se radi balon, povecava se povrsina i zbog tanke stijenke, sila privlacenja i isparavanja vode sa stijenke, baloni vode ne traju dugo.
Sapun pjeni zato jer se smanjuje povrsinska napetost vode uslijed specificne interakcije. Sapuni imaju hidrofilni i hidrofobni dio gdje se hidrofobni okrecu jedan prema drugom a hidrofilni prema vodi. Molekule sapuna se na povrsini "uguraju" izmedju molekula vode i razdvoje te time smanjuju njihovu medjusobnu interakciju i smanjuju povrsinsku napetost. Nastaje "kora" cija je stijenka dvostruka i unutar koje su uklopljene molekule vode Automatski se i smanjuje isparavanje jer voda nije na povrsini pa baloni traju dulje.
Ulje ne stvara vezu s vodom nego mnogo malih mjehurica od kojih voda "bjezi". Inace mislim da i ono pjeni ali ne tako kao sapuni.
No, mene zanima sada sledeće: koliko dugo voda iz gradskog vodovoda moze da "stoji" ako se flašira, a da zadrži svoju ispravnost (hemijsku, mikrobiološku...)?
|
|
Ime i prezime:
Jovan Jovanović
list_cg@cg.yu
|
 |
 |
Ipak ću odgovoriti, makar si se već potrudio oko odgovora.
Znamo da su molekule vode polarne i da između njih vladaju jake privlačne sile. Iz tog razloga voda ima visoko vrelište. Neku molekulu vode okolne molekule jednako privlače pa svaki djelić tekućine u unutrašnjosti ima jednaka svojstva. Molekulu koja se nalazi na površini molekule ispod privlače, ali između vode i zraka (iznad može biti i vakuum, gotovo svejedno) nekog izrazitog međudjelovanja nema. Izgleda kao da se molekule »guraju« u unutrašnjost, a površina ima drugačija mehanička svojstva, ponaša se poput opne. Ako molekula s površine dospije unutra nastati će nove vodikove veze što znači da će se osloboditi energija. I obratno, za povećanje površine treba pokidati vodikove veze i molekule premjestiti na površinu, dakle uložiti energiju. Površinsku napetost tako možemo i matematički formulirati kao promjenu energije po promjeni površine:γ = dw / dA (γ – napetost površine, w – rad, A – površina; jedinica za napetost površine je stoga J m-2 ili N m-1)
Površinska napetost ne javlja se samo između tekućine i zraka, nego između bilo kojih dviju različitih površina. Zato ćemo je sada zvati međupovršinska napetost. Međupovršinska napetost između vode i vlažnog zraka je nešto manja jer jača privlačenje tekućina/plin. U kritičnim uvjetima (kritična temperatura i kritični tlak) potpuno nestaje razlika između plinovite i tekuće faze pa i napetost površine pada na nulu.
Vratimo se našim normalnijim prilikama. Većina nečistoća koje bi sapuni trebali oprati su hidrofobne (masne) te između njih i vode nema interakcija kao ni između zraka i vode (međupovršinska napetost ima neku drugu vrijednost). Među molekule takvih tvari voda neće ući pa ih neće niti otopiti. Sapuni na neki način »varaju«. Njihove molekule imaju jedan kraj koji može ostvariti vezu s vodom i drugi koji je hidrofoban i topljiv u mastima (www.autoteka.com/eskola/kem/odgovori/odgovor.php3?sif=1524). Molekule sapuna (anionski dio, kationi nemaju veze), sve jednako orijentirane, poredaju se u sloj između vode i masti i otkidaju prljavštinu u obliku sitnih kapljica. Sada voda nije u direktnom kontaktu s prljavštinom.
Slično se događa na međupovršini voda/zrak. Molekule sapuna rasporede se po površini tako da se hidrofilni dio nalazi u vodi, a hidrofobni »strši« u zrak. Više nema dodira vode i zraka pa se mnogo lakše povećava površina. Može nastati pjena u kojoj, kako si opisao, sendvič opna sapun/voda/sapun zadržava zrak. Međutim, za razliku od raspršenih kapljica masti u sapunskoj otopini, pjena nije stabilna i raspada se nakon nekog vremena.
Ulje ne stvara mjehuriće u vodi. Kapljice ulja se mogu pojaviti nakon intenzivnog miješanja, ali ubrzo će se spojiti u jedan sloj odvojen od vode i tako svesti međupovršinu s vodom na najmanju moguću. Ne znam na što si mislio pod time da 'ulje pjeni'. U svakoj tekućini će se stvoriti pjena ako se promućka, pitanje je koliko će trajati. Pjena u ulju duže traje zbog viskoznosti ulja pa mjehurići sporije putuju. Općenito su pjene nestabilne, ali nekad traju vrlo kratko (npr. zrak u čistoj vodi), a ponekad danima i tjednima.
Koliko može stajati voda u boci? Ako je voda tek klorirana sigurno može vrlo dugo stajati. Još ako se pasterizira... Ovisi koliko ima preživjelih mikroorganizama, koja je koncentracija drugih potrebnih tvari (fosfati, nitrati, organske tvari, mikroelementi), na kojoj temperaturi je čuvana... Pitanje bi trebalo uputiti nekom mikrobiologu.
|
|
|
Odgovorio:
Kristijan A. Kovač
kkovac@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
