Ζωγραφίζοντας στο γάλα

ΓΥΜΝΑΣΙΟ

Το γάλα αποτελείται από νερό, πρωτεΐνες, μέταλλα και λίπη. Τα λίπη δεν αναμιγνύονται με το νερό, χαρακτηρίζονται υδρόφοβα (για αυτό και είναι γνωστά για το «φόβο τους για το νερό»). Το λίπος στο γάλα δεν αναμιγνύεται με το νερό στο γάλα, ούτε αναμιγνύεται με τα χρώματα που έχουν ως βάση το νερό. Ως εκ τούτου, στην αρχή του πειράματος τα χρώματα έμειναν σε σταγονίδια και δεν αναμίχθηκαν στο γάλα.

Το απορρυπαντικό διασπά τα λίπη σε πολύ μικρές σφαίρες λίπους, τα οποία ονομάζονται μικκύλια. Αυτά έχουν ένα ειδικό σχήμα που τους επιτρέπει να αναμειγνύονται με νερό. Σκεφτείτε τα μικκύλια ως μικροσκοπικές σφαίρες λίπους που δεν είναι πλέον υδρόφοβες. Γι' αυτό χρησιμοποιείστε απορρυπαντικό για το πλύσιμο – γιατί σπάει το λίπος που μπορεί στη συνέχεια να ξεπλυθεί εύκολα.

Σχήμα μικκυλίου από λιπίδια σε υδατικό διάλυμα. Τα υδρόφιλα άκρα σχηματίζουν μια σφαίρα με τις υδρόφοβα άκρα στο κέντρο.

Έτσι, όταν προσθέτετε το απορρυπαντικό στο γάλα, μετατρέπετε τα μόρια λίπους του γάλακτος σε μικκύλια, τα οποία αναμιγνύονται με το νερό στο γάλα. Ο λόγος που παίρνετε το στροβιλισμένο αποτέλεσμα είναι επειδή τα λιπώδη σφαιρίδια προσπαθούν να παραμείνουν μαζί, αλλά το απορρυπαντικό προσπαθεί να τα διαλύσει. Υπάρχει μια μάχη μεταξύ τους και τα μόρια τρέχουν.

Κατά τη διάρκεια όλων αυτών, ο χρωματισμός των τροφίμων προσκρούει και σέρνεται γύρω από τα αγωνιστικά μόρια λίπους και απορρυπαντικού, οπότε βλέπετε ένα όμορφο αποτέλεσμα στροβιλισμού ουράνιου τόξου.

Ως εκ τούτου το υγρό έκπλυσης αναμιγνύεται ομοιόμορφα με το γάλα - τα λιπαρά γάλακτος έχουν μετατραπεί σε μικκύλια και η περιστροφή επιβραδύνεται και τελικά σταματά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το πλήρες λιπαρό γάλα λειτουργεί καλύτερα, παράγει μια μακροχρόνια μάχη με το απορρυπαντικό, δημιουργώντας ένα καλειδοσκόπιο χρωμάτων.

ΛΥΚΕΙΟ

Το κλειδί για τα χρώματα χορού σε αυτό το πείραμα είναι το σαπούνι! Τα μόρια σαπουνιού αποτελούνται από ένα υδρόφιλο άκρο («αγάπη για το νερό») και ένα υδρόφοβο άκρο («που φοβάται το νερό»). Τα μόρια νερού είναι πολικά μόρια που μπορούν να διαλύσουν άλλα πολικά μόρια. Τα μόρια λίπους (και ελαίου) είναι μη πολικά μόρια, επομένως δεν μπορούν να διαλυθούν στο νερό.

Το γάλα είναι ένα μείγμα νερού, λίπους, βιταμινών και μετάλλων. Όταν προστίθεται σαπούνι στο γάλα, βοηθά στον διαχωρισμό του νερού και του λίπους στο γάλα. Όταν το σαπούνι αναμιγνύεται με το λίπος και το νερό, το υδρόφοβο άκρο του μορίου σαπουνιού διαλύει τα μη πολικά μόρια λίπους και το υδρόφιλο άκρο του μορίου σαπουνιού συνδέεται με τα μόρια πολικού νερού. Στην συγκεκριμένη περίπτωση  που το σαπούνι συνδέει το λίπος και το νερό, τα μόρια μη πολικού λίπους μπορούν να μεταφερθούν από τα μόρια πολικού νερού.

Καθώς τα μόρια σαπουνιού συνδέονται με τα μόρια λίπους, τα μόρια του χρωματισμού των τροφίμων σπρώχνονται παντού με αποτέλεσμα την έκρηξη του χρώματος! Καθώς η πλειονότητα των μορίων σαπουνιού προσκολλώνται στα μόρια λίπους και το σαπούνι απλώνεται σε όλο το γάλα, η έκρηξη χρώματος θα επιβραδυνθεί και τελικά θα σταματήσει. Προσθέστε περισσότερο σαπούνι και δείτε εάν υπάρχουν περισσότερα μόρια λίπους που δεν έχουν προσκολληθεί στο σαπούνι - εάν υπάρχουν ακόμη μη συνδεδεμένα μόρια λίπους, η έκρηξη χρώματος θα ξεκινήσει ξανά.

Αυτό το πείραμα λειτουργεί καλύτερα με 2% και πλήρες γάλα, επειδή περιέχουν περισσότερο λίπος.

Πηγή:

https://www.experimonkey.com/experiments/magic-milk-micelles

https://www.sciencebuff.org/scienceactivity/colorful-magic-milk/

https://www.scientificamerican.com/article/surfactant-science-make-a-milk-rainbow/

https://sciencedipity.co.uk/magic-milk-science-experiment/

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B9%CE%BA%CF%8D%CE%BB%CE%BB%CE%B9%CE%BF