¿Por què no se mezclan el agua y el aceite? 178

CIENCIA FÁCIL                                                       Nº178

Autora: María Cristina Chaler.

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¿Por qué el agua y el aceite no se mezclan?

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La materia  visible o invisible que conforma todo lo que nos rodea, aún la de nuestro cuerpo, está constituida por átomos que son básicamente electricidad, cargas positivas o protones, concentradas en un pequeño núcleo y electrones que las neutralizan girando a su alrededor.  Estos átomos  se unen entre sí a través de sus propiedades eléctricas, formando moléculas de distintas formas y tamaños y millones de ellas se encuentran formando diferentes sustancias. 

Tanto el agua como el aceite  a temperatura ambiente son líquidos y lo notable es que cuando agregamos aceite al agua o viceversa, éste quedará flotando sobre la superficie y no se mezclará. Formarán un sistema de dos fases líquidas inmiscibles.

Para poder encontrar la respuesta al ¿por qué? debemos conocer la naturaleza íntima de   de las sustancias y en especial la del agua y el aceite.

Las moléculas  son un conglomerado de núcleos positivos rodeados de electrones que los estabilizan. Estos núcleos adoptan en el espacio tridimensional diferentes formas y en general se posicionan geometricamente en puntos espaciales que les confieren mayor estabilidad. Se respeta la simetría. Los electrones se colocan en las posiciones de máxima repulsión, formando un conglomerado eléctrico que suele tener dos características básicas diferentes.

•     Con cargas eléctricas simétricas: molécula no polar.

•    Con cargas eléctricas asimétricas: molécula polar

Las densidades eléctricas diferentes les confieren zonas con menor cantidad de electrones o  positivas y otras zonas densamente  cargadas de electrones o negativas.

Cuando las moléculas son polares se transforman en pequeños imanes permanentes que se atraen entre sí desde los polos opuestos se pegan unas a otras y esto facilita la conformación del estado líquido. Si la atracción es tan grande que pierden movilidad espacial y solo vibran en lugares fijos se formara un solido.Cuando la molécula es no polar no existen atracciones especialmente a temperaturas y presiones normales  y la sustancia se presentara en estado gaseoso.

Veamos qué pasa con el agua…

El agua (H2O) es una molécula polar, la zona negativa se encuentra sobre el átomo de oxígeno que es un gran atractor de electrones y los hidrógenos son densamente positivos. Cuando millones de moléculas se juntan, el oxígeno se encontrará pegado a los hidrógenos y viceversa y a pesar de sus movimientos, mantendrán esa atracción, esto facilita la formación del estado líquido a temperatura ambiente.

Les llamaba la atención a los químicos que siendo una molécula tan pequeña poseyera un punto de ebullición tan alto (100ºC) y se preguntaron ¿por qué? La respuesta dio como resultado la presencia de otro tipo de unión llamada puente de hidrógeno que además de la atracción entre los dipolos moleculares, en el agua, el átomo de hidrógeno refuerza la unión entre las moléculas formando una especie de puente llamado “puente de hidrógeno” que le confiere   estabilidad al estado líquido y hace que sea necesario darle mayor cantidad de energía para llegar a la ebullición, es decir  pasaje de toda la masa acuosa a estado de vapor. Los hidrógenos unen con una especie de puente a los diferentes átomos de oxigeno de las moléculas del agua formando así una macro molécula gigante difícil de evaporar.

Las moléculas de aceite…

Son no polares pero mucho más grandes que las de agua, la no polaridad favorece al estado gaseoso, pero el tamaño   y la gran cantidad de electrones que poseen a su alrededor, hace que se presenten dipolos transitorios y se generen atracciones entre ellas así, el aceite se presentará en estado líquido con moléculas fluidas de bastante movimiento y con menor atracción entre sí en comparación con las del agua. Una masa de aceite igual que la del agua ocupará mayor volumen generando una sustancia de menor densidad.
Recordemos que  

  d = masa/volumen cuando aumenta el volumen disminuye su densidad por ese motivo será menos denso que el agua y flota sobre ella.

Al ser las moléculas de naturaleza diferente no tienden a difundir  , cada fase se mantiene con sus propias moléculas que se atraen entre si formando una interfase de separación definida.

El aceite y el agua  son sustancias que naturalmente se rechazan . A las moléculas de aceite se las clasifica como hidrofóbicas, que significa que le tienen fobia al agua, no son capaces de difundir  espontáneamente en ella.

Si forzamos la situación con agentes emulsionantes o batido violento podemos generar una suspensión de aceite en agua que se estabiliza por un tiempo, como es el caso de las cremas o lociones faciales pero a la larga tienden a separarse.

l hecho de que el aceite y el agua no se mezclen es una propiedad que mantiene estable a la materia viva, nuestro cuerpo  o el cuerpo de cualquier ser vivo, es un conglomerado de agua y grasa (aceites en estado sólido) en donde se producen reacciones químicas de vida, si estas sustancias se solubilizarían entre sí la vida dejaría de ser.

Es otra de las maravillas construidas por la naturaleza para permitir la existencia de los seres vivos.