Scientia

Vă prezentăm în continuare un experiment foarte simplu de realizat în propria bucătărie folosind piper şi săpun lichid, experiment care vă va permite să vedeţi "în acţiune" forţele de tensiune superficială. Nu aţi auzit de ele? Citiţi articolul pentru lămuriri.

Pentru început, presăraţi cu atenţie nişte piper măcinat într-un vas cu apă. Dacă îl veţi lăsa să cadă uşor pe suprafaţa apei, multe dintre firele de piper vor pluti. Se vor mişca încoace şi încolo, creând mici valuri la suprafaţa apei. Continuaţi să presăraţi piperul măcinat până când o porţiune importantă a stratului superficial al apei va fi acoperit de condimentul exotic mărunţit.

Odată apa "piperată" cu migală, lăsaţi să cadă o picătură de săpun exact în mijlocul lichidului. Exact în momentul contactului dintre săpun şi apă, piperul din jurul punctului de contact o va lua literalmente la goană, la fel ca în filmul de mai jos. Unele dintre boabele mărunţite de piper se vor cufunda în apă, ajungând chiar pe fundul vasului. Altele vor "sări" efectiv peste marginile vasului. Să însemne asta că piperul urăşte săpunul?

Nici vorbă de aşa ceva. Forţele de tensiune superficială sunt cele care nu se împacă deloc cu săpunul. Moleculele de apă formează legături chimice - unele destul de slabe şi de scurtă durată - cu moleculele surori. Aceste legături sunt mai puternice la suprafaţa lichidului, dând naştere unui soi de peliculă subţire, invizibilă. Piperul "se odihneşte" pe această "pânză" de apă. Forţele de coeziune care apar între moleculele de lichid, la suprafaţa acestuia, poartă numele de forţe de tensiune superficială.

Scopul pentru care folosim săpun este tocmai distrugerea acestor legături. Săpunul reprezintă în acest caz un surfactant, adică o substanţă care scade din tăria legăturilor care se formează la suprafaţa apei. Moleculele lungi din componenţa săpunului îşi croiesc drum prin lichide, sfărâmând tot ceea ce întâlnesc în cale. Este şi mecanismul prin care detergenţii curăţă rufele - distrugând moleculele de murdărie şi permiţând apei să le elimine din ţesături.

Atunci când săpunul atinge o parte a apei, acesta distruge conexiunea pe care o moleculă o are cu următoarea. Fără această pânză pe care să "patineze", o parte a piperului se scufundă în apă. O alta se deplasează spre marginile vasului, dar nu prin propriile forţe. Cum altfel ar putea-o face? Iată o analogie sugestivă:

Ideea e că nu toate legăturile dintre molecule sunt distruse sub acţiunea săpunului, ci numai o parte dintre ele. Imaginaţi-vă un grup numeros de oameni ţinându-se de mână şi trăgându-se cu putere unii spre alţii, tot "ansamblul" fiind într-un echilibru aproximativ. Săpunul face ca legăturile existente între cei din centrul grupului să se rupă. Restul de oameni , cei dinspre margini, se ţin încă de mâini şi îşi trag spre ei coechipierii. Cei care şi-au pierdut legăturile cu unii dintre vecini, deci cei din centru, vor fi traşi spre margine. Este exact ceea ce "păţesc" şi moleculele de apă, iar ca urmare boabele de piper sunt trase şi ele spre marginea vasului cu lichid.

Articolul reprezintă traducerea şi adaptarea acestui articol de pe io9.com şi este guvernat de principiile Creative Commons License.