油水不溶的秘密 用分子間作用力講給你聽

2021.03.31 01:23PM
哈囉大家!
應該很多人都知道油和水不溶,
但究竟是,油不想和水互溶,
還是水不想和油互溶呢?
讓我們繼續看下去吧!
 
 
 
Photo credit: acandraja, pixabay. CC0

​首先,在探討油水不互溶之前,我們要先知道這些分子間影響彼此的作用力:
 
一、分子間作用力是什麼?
(一)偶極偶極力:當兩「電負度(*註1)」差異大的原子連接的時候(稱之為極性分子),因為一端的電子分佈較多, 因此產生分子電荷不均勻的情形,使得電負度小的原子較為帶正電,而電負度大的原子端則帶負電。這時,正電端和另一個分子的負電端互相吸引的作用力,就稱為「偶極偶極力」。
 
*註1:「電負度」就是原子吸引電子的能力,氟(F)最大,氧(O)次之。
 
(二)偶極誘發偶極力:當一個極性分子,和另一個「電負度相近的原子連接」的分子(稱之為非極性分子)相遇的時候,這時因為極性分子的電荷分佈不均,誘發非極性分子的電荷分佈不均,此時兩分子互相吸引的力稱之為「偶極誘發偶極力」。
 
(三)倫敦分散力:當非極性分子相遇的時候,因為分子會運動,產生暫時性的電荷分佈不均勻,這時兩分子的交互作用力稱之為「倫敦分散力」。其中,以偶極偶極力最強,偶極誘發偶極力次之,倫敦分散力最弱。
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​二、分子間作用力與油水之間的關係?
水(H2O) 為極性分子,因為 氧(O) 氫(H) 有非常大的差異,所以水分子之間具有偶極偶極力;油是非極性分子,所以油和油之間為倫敦分散力。想當然耳,油和水之間的作用力就是偶極誘發偶極力。然而水和油之間明明有分子間作用力,為什麼不互溶呢?
 
雖然油遇到水,產生比起油油之間的倫敦分散力更強大的偶極誘發偶極力,但是對水分子們而言,水水之間的偶極誘發偶極力來得更強大,所以水無法拆散彼此跟油互溶,這也就是為何油與水之間不互溶的原因。
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​三、結論
根據上面的說法,我們得知是油想和水互溶,但是水卻不想和油互溶。
看到這邊,小編覺得油真的是被水排擠的很可憐誒,不過沒關係,雖然兩者無法產生一加一大於二的應用,但油跟水對我們人類來說,都是必要的存在!
 
 
By 覺得自己水水的In
 
 
 
延伸閱讀:
汽油 v.s 柴油傻傻分不清楚
自來水小認知(一):從水源到水龍頭
水乳交融時不能選錯的潤滑液
 
 
 
參考資料:
http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch15/solut.php
http://web.fscj.edu/Milczanowski/psc/lect/Ch10/slide10.htm
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Book%3A_CLUE_(Cooper_and_Klymkowsky)/6%3A_Solutions/6.3%3A_Hydrogen_Bonding_Interactions_and_Solubility/6.3.1%3A_Entropy_and_Solubility%3A_Why_Don』t_Oil_and_Water_Mix%3F
•S. S. Zumdahl, Chemical Principles, 7th ed.; 2012, Houghton Mifflin.

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