Få olie til at gå på vandet

Når du står i køkkenet og skal lave mad, handler det om mere end bare at kombinere en række ingredienser. Der er en hel kemi bag det – den såkaldte madkemi.

Bager du et brød, fortæller opskriften dig som regel, at du skal opløse gær i vand. Selvom det tager lidt tid, kan det godt lade sig gøre. Men har du så nogensinde prøvet at skylle en tallerken, der har været fyldt med smør eller olie?

Det er faktisk ret svært at få fedtstoffet væk, og det er der en god forklaring på. Det handler blandt andet om vandelskende og vandhadende grundstoffer.

Hold lige fast, for vi har en masse spændende viden, som vi gerne vil dele med dig! Du kan selvfølgelig selv bestemme, hvor meget du vil dykke ned i det.

Og så er der noget, som kan hjælpe med at opløse vand og olie. Kan du gætte hvad det er?

Herunder får du en gennemgang af forsøget.

Et grundstof er en kerne med en række baner udenom. I de baner cirkulerer elektroner rundt. Det kan du se i figur 1, hvor elektroner er de små orange cirkler.

Hvor mange elektroner er der i den yderste skal?

I det periodiske system kan du finde en masse information om grundstofferne – og lige nu vil vi gerne vide noget om elektronerne.

Kigger vi for eksempel grundstoffet oxygen, viser den hvide cirkel i figur 2, hvor du kan se antallet af elektroner i den yderste skal.

Hvor mange elektroner har oxygen i sin yderste skal? Kan du se en sammenhæng?

En ting, som er godt at vide om grundstoffer er, at de gerne vil opfylde oktetreglen. Oktet kommer fra græsk og betyder noget i retning af ‘en gruppe af otte’. I kemiens verden betyder det, at grundstoffer gerne vil have otte elektroner i deres yderste skal.

Man kan nærmest sige, at grundstofferne er lidt dovne, for der er en grundregel som hedder:

Hvis et grundstof har få elektroner i sin yderste skal, vil det helst af med sin elektroner. Det er nemmere at komme af med de få elektroner end at skulle tiltrække en masse elektroner for at nå op på de otte.

Det modsatte gælder for grundstoffer med mange elektroner i sin yderste skal. Her er det nemmest at modtage de få elektroner, der mangler for at få otte i alt i stedet for at skulle afgive en masse elektroner.

Oxygen har for eksempel 6 elektroner i sin yderste skal. Det er relativt mange, så her giver det bedst mening at modtage 2 elektroner. Det er dét, som elektronegativiteten handler om.

Elektronegativitet handler om, hvor godt et grundstof er til at tiltrække eller fastholde elektroner, når det binder sig til et andet stof i en kemisk binding.

Når to stoffer har forskellig elektronegativitet (altså ikke er lige gode til at tiltrække elektroner), vil et af stofferne trække nogle elektroner fra det andet stof til sig. Så bliver bindingen polær, fordi elektronerne ikke er lige fordelt mellem stofferne længere.

Når to stoffer har ca. samme elektronegativitet, er de “lige stærke”, og så kan ingen af dem trække elektronerne til sig. I stedet må de lave det, som hedder en kovalent binding. Det betyder at de deles ligeligt om elektronerne, og det gør bindingen upolær.

Man siger at ens opløser ens.

Det lyder måske mærkeligt, men det betyder bare, at når to stoffer har den samme kemiske polaritet (altså enten upolær eller polær), vil de blive opløst. Og hvis de ikke har den samme polaritet, gør de ikke.

Når vi ved det, er der også to begreber, som er meget gode at kende:

• Hydrofob betyder vandhadende og er det samme som upolær.
• Hydrofil betyder vandelskende og er det samme som polær.

Det var det, som vi kunne se i vores forsøg med olie, vand og sæbe.

Hvis forsøget blev udført rigtigt, lagde olien sig oven på vandet. De to væsker blandede sig altså aldrig, og i stedet skete der en lagdeling, dvs. de to væsker blev delt op i to tydelige lag.

Forklaringen på det kan vi finde ved at gå tilbage til vores viden om kemisk polaritet:

• Vand er hydrofilt – vandelskende – og vil derfor gerne bindes med andre polære stoffer.
• Olie er hydrofobt – vandhadende – og olien vil derfor gerne blandes med andre upolære stoffer.

Fordi olien er hydrofob, frastøder den vandet, og derfor sker der en lagdeling.

Men hvordan kunne sæben så få de to væsker til at binde sig?

Umiddelbart kan det jo kun lade sig gøre, hvis sæbe både er hydrofobt (vandhadende) og hydrofilt (vandelskende) – og det er den også!

Sæbe er nemlig amfifilt (prøv at sige det fem gange hurtigt i træk!) og det betyder, at det indeholder både polære og upolære bindinger.

Det gør den, fordi den har en hydrofob (vandhadende og altså fedtelskende) ”hale” og et hydrofilt (vandelskende) ”hoved”.

Det vandelskende ”hoved” binder sig til vandet, mens den vandhadende hale blive frastødt. Den elsker jo fedt og binder sig til olien i stedet.

Med hjælp fra sæben, bliver vand og olie altså bundet sammen til en homogen masse og er opløst!