Salt in the Mixture, ovvero, esperimento domenicale di chimica fisica. La soluzione.

E' domenica, giorno di Pasqua e di soluzione dell'esperimento proposto la settimana precedente.
Innanzi tutto auguri!
In secondo luogo, oggi salteremo il solito esperimento domenicale santificando la festa e rilassandoci un bel po'.
Passiamo adesso alla discussione dello scorso esperimento. Vista la quantità di commenti mi pare di poter affermare che la prova sia stata di vostro gradimento.
Per dare una spiegazione dei fenomeni che avete osservato...
dobbiamo prima di tutto vedere cosa è accaduto a chi ha provato l'esperienza.

Mi farò aiutare dai video che hanno realizzato Anna Bosc e suo cugino Pietro Deligios (il primo), oltre a quello di Stefan (il secondo), che vi consiglio di visionare:







Al di là dei complimenti personali all'accoppiata di cugini e al caro Stefan, devo dire che i video rappresentano veramente un'ottima base per la spiegazione.

Acqua e olio non si miscelano tra loro (perché sono una polare e l'altro apolare) ed inoltre l'olio ha una densità minore dell'acqua, quindi si stratifica sull'acqua e vi si posiziona sopra.

Il sale viene messo sull'olio e, essendo più denso, lo penetra per effetto della gravità; nella sua discesa esercita la sua forte polarità sulle teste delle molecole di olio (le micelle) che tentano di "solvatare" il sale senza però riuscire a scioglierlo.
Immaginate le micelle come dei capelli dove il bulbo ha caratteristiche polari mentre il capello in sé è la lunga catena apolare.

L'effetto che si ottiene è quello di un avvicinamento delle molecole che circondano i cristalli di sale e lo avvolgono come "i capelli sulla testa di una bambola" dove la testa è il cristallo di sale.

Il peso del sale trascina questa struttura verso il basso, nell'acqua, dove basta che poche molecole di H₂O riescano a farsi strada verso il cristallo del sale, per ottenerne da parte loro la solubilizzazione dello stesso, esercitando così la loro polarità.

Alcune ci riescono ed alcune no, ed è per questo che non tutto l'olio torna su subito.

A questo punto le micelle dell'olio non hanno più la "testa di bambola" sulla quale aggregarsi; la caratterizzazione apolare prende il sopravvento e le micelle si riuniscono ma al contrario rispetto a prima, cioè esponendo all'acqua la parte polare ed aggregandosi formano legami con le lunghe catene apolari.

La struttura così formata ha densità inferiore a quella dell'acqua e quindi riparte verso l'alto andando nuovamente a ricongiungersi con l'olio che sta nella fase superiore della miscela.

L'olio che rimane sul fondo è quello dove l'acqua non è riuscita a penetrare. Solo quando una breccia si apre tra le micelle che ricoprono i cristalli, l'acqua riesce a sciogliere il sale liberando l'olio dal legame e permettendogli di risalire.

Detto fatto.

In merito a quanto diceva Olga relativamente alla lava lamp "anni 70", posso dirvi che l'effetto è molto simile anche se il presupposto era diverso in quanto nella lampada si trattava di paraffina in acqua con un sistema di riscaldamento alla sua base (solitamente una lampadina).
In ogni caso si trattava di sostanza apolare in una polare; il cambiamento della densità era facilitato anche dal calore sviluppato dalla lampada e dai moti convettivi che ne derivano.





Magari potremmo pensare di costruirne una anche noi... ci penserò su per darvi un valido manualetto di istruzioni.

Buona Pasqua a tutti!
Nicola Kimik1 Panza