Жидкости

Одна из основных составляющих топленого сала, триглицерид. У его молекулы три хвоста, которые можно отщипнуть при помощи щелочи

Жиры, такие как топленое животное сало, состоят из углеродных молекул с треххвостой химической структурой глицеридов, связанных вместе с одного конца атомами кислорода. Такая структура полностью отлична от структуры воды, молекулы которой намного меньше размерами. Они не только мельче молекул триглицеридов, но и дипольны, а значит, электрические заряды в них распределены неравномерно: у них есть положительная и отрицательная части. Именно полярность делает воду хорошим растворителем: она электрически притягивается к другим заряженным атомам и молекулам и окружает их, поглощая. Так вода растворяет и соль, и сахар, и спирт. Но молекулы животного и растительного жира не поляризованы и поэтому не могут растворяться в воде. Вот почему растительное масло и вода не смешиваются.

Однако щелочь, полученная из древесной золы, расщепляется на положительно и отрицательно заряженные компоненты и растворяется в воде. Получившийся раствор химически реагирует с молекулами жира, отщипывая у триглицеридов пресловутые три хвоста и делая их заряженными. В результате получаются три молекулы мыла (стеараты). Важно, что это гибридные молекулы: у них электрически заряженная голова, которой нравится растворяться в воде, и углеродный хвост, растворяющийся в маслах. Именно гибридная природа делает мыло таким полезным.

Активный ингредиент мыла — стеарат; показаны заряженная «водолюбивая» (липофобная и гидрофильная) голова и «жиролюбивый» (липофильный и гидрофобный) углеродный хвост

Когда молекулы мыла вступают в контакт с капелькой жира, их углеродный хвост, благодаря химическому сходству, сразу же погружается в нее. Но заряженная голова мыльной молекулы хочет убежать от жира как можно дальше, так что в итоге остается торчать из него наружу. По мере того как всё больше молекул мыла делают то же, они образуют структуру, похожую на созревший одуванчик: капелька жира, окруженная облачком мыльных молекул, электрически заряженные головки которых торчат наружу.

Поскольку капля масла или жира теперь получила заряженную поверхность, она становится поляризованной и готова растворяться в воде. Вот так мыло и очищает: разбивает остатки жира и масла на руках и одежде на крохотные сферические капельки, которые способны растворяться в воде и которые можно смыть.

Мыло очищает за счет действия поверхностно-активных веществ (ПАВ), таких как стеараты. Жиролюбивый хвост молекулы погружается в масло, оставляя водолюбивую голову торчать наружу. Облачко голов, окружающих масляную каплю, позволяет ей растворяться в воде и очищает от жира поверхность

Ощущение чистоты и сухости, которое вы испытываете после мытья рук с мылом, объясняется тем, что оно удаляет жир с вашей кожи. А скользкое оно из-за своей природы — по сути, это модифицированный жир. Вот почему мыло так легко выскальзывает из рук. Его можно использовать как смазку, и если вы пытаетесь снять кольцо с распухшего пальца, то мыло вам поможет.

Использование мыла для чистки и стирки порождает особый тип жидкости: это грязная вода. Однако в ней есть не только грязь, но и крохотные шарики жира. По сути, это частички одной жидкости, погруженные в другую, то есть эмульсия. Эмульсии очень полезны, поскольку позволяют вам поместить в воду много разных типов жидкостей. Майонез, например, — очень концентрированная суспензия растительного масла в воде, где соотношение первого ко второй составляет примерно 3:1. Чтобы получить суспензию, две жидкости смешивают и энергично встряхивают до тех пор, пока не образуется однородная масса. Но если вы просто сделали бы это и оставили смесь стоять, жидкости разделились бы, поскольку, как мы знаем, масло и вода не смешиваются. Однако если добавить в смесь мылоподобное вещество, то оно стабилизирует капельки жира. В случае с майонезом связующая молекула берется из яиц. Их желтки содержат вещество под названием лецитин, по структуре очень похожее на мыло (с жиролюбивым хвостом и водолюбивой головкой). Когда вы добавляете их в свою смесь масла с водой, желтки связывают всё это воедино — и получается майонез. Яичным желтком тоже можно помыть руки, как мылом, и есть множество рецептов шампуней, в которых он используется как основной очищающий ингредиент. Еще одно вещество, способное делать эмульсии из масел, — горчица; именно поэтому, если добавить ее к растительному маслу и уксусу, которые в обычных условиях смешиваются плохо, образуется стабильная эмульсия, известная как французская заправка. Все эти активные субстанции работают по одному принципу, и все известны под общим названием: эти вещества, обеспечивающие взаимодействие других, называются поверхностно-активными.