Mydlane bańki

Kto nie bawił się mydlanymi bańkami. Można je wytwarzać za pomocą zwykłej słomki do napojów, pęczka do dmuchania a nawet zabawkowego karabinu maszynowego. Aby uzyskać duże bańki, warto sporządzić mieszankę składającą się objętościowo z 6 części wody, 2 części dobrego płynu do mycia naczyń oraz 1 części gliceryny (do kupienia w aptece) i odstawić ją na kilka godzin. Za pomocą pęka z drutu, o średnicy nawet jednego metra można wyciągać ogromne mydlane balony, o ile oczywiście masz odpowiednio dużą wannę.

Bańki powstające na skomplikowanych ramkach, jak na przykład sześcian, przyjmują specyficzne kształty, minimalizujące wielkość powierzchni.

Pozostaje pytaniem, dlaczego dla wytworzenia długich baniek dodaje się mydła, które zmniejsza napięcie powierzchniowe cieczy. Pozornie, wydaje się, że zmniejszając napięcie powierzchniowe zmniejszamy siły, które trzymają bańkę razem. W rzeczywistości, dopiero po zmniejszeniu napięcia powierzchniowego, woda daje się rozciągać w długie warstwy - bez mydła siły spójności są zbyt silne. Kropla wody, bez mydła, jest obiektem bardzo zwartym!

Jak to zatem się dzieje, że dodanie detergentów do wody zmniejsza jej napięcie powierzchniowe nawet tak bardzo, że naczynia po różnych tłuszczach (nierozpuszczalnych w wodzie) dają się umyć przy użyciu niewielkiej ilości płynu do mycia?

Cząsteczki detergentów składają się z dwóch chemicznie różnych części, które są połączone wiązaniem kowalencyjnym. Jedna część zazwyczaj jest hydrofilowa (która przyciąga wodę), a druga hydrofobowa (najczęściej jest to łańcuch węglowodorowy) jak np. stearynian sodu CH3(CH2)16COONa (rysunek).

Tego typu cząsteczki nazywane są amfifile (z greckiego: amfifile - kochające obu). Po dodaniu amfifili do np. wody z olejem, grupy hydrofilowe będą organizować wokół siebie molekuły wody, natomiast grupa hydrofobowa - cząsteczki tłuszczu w taki sposób by nie dopuszczać do powstania niekorzystnych energetycznie kontaktów wody z olejem.

W podobny sposób, jakkolwiek gliceryna miesza się dobrze z wodą (oba związki są mocno polarne), dodanie detergentów do tej mieszaniny powoduje reorientację wzajemną molekuł wody i gliceryny prowadząc do bardziej energetycznie korzystniejszego uporządkowania, a tym samym zmniejszając napięcie powierzchniowe.