Die Moleküle von Wasser und Speiseöl bilden keine dauerhafte, gleichmäßige Lösung. Das hängt mit ihren unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften und Anziehungskräften zusammen. Schütteln verteilt das Öl zunächst als kleine Tropfen. Später sammeln sie sich wieder. Weil Speiseöl weniger dicht als Wasser ist, liegt es oben.
Bei einer einfachen Salatsoße kannst du zwei Fragen stellen: Warum bleiben Öl und Wasser getrennt? Und warum schwimmt gerade das Öl oben? Die Antworten hängen mit verschiedenen Eigenschaften zusammen.
Die Moleküle haben unterschiedliche Eigenschaften
Ein Wassermolekül hat eine leicht negative und eine leicht positive Seite. Das nennt man polar. Insgesamt ist es elektrisch neutral. Zwischen Wassermolekülen entstehen dadurch besondere Anziehungen, sogenannte Wasserstoffbrücken.
Speiseöl besteht aus verschiedenen Molekülen mit langen, überwiegend unpolaren Kohlenwasserstoffteilen. Sie können diese Kontakte zum Wasser nicht gleichwertig ersetzen. Für dieses Gemisch sind getrennte Bereiche günstiger als eine gleichmäßige Lösung. Auch zwischen Öl und Wasser wirken Anziehungskräfte; die Flüssigkeiten stoßen sich nicht einfach wie gleiche Magnetpole ab.
Schütteln macht Tropfen, keine Lösung
Beim Schütteln zerbricht die Ölschicht in viele kleine Tropfen, die sich im Wasser verteilen können. Jeder Tropfen enthält sehr viele Ölmoleküle. Eine solche Verteilung einer Flüssigkeit in einer anderen heißt Emulsion. Sie unterscheidet sich von einer Lösung mit einzeln verteilten Molekülen.
Ohne geeignete Hilfsstoffe können Tropfen wieder zusammenfließen und sich als Schicht sammeln. Ein Emulgator kann das Zusammenfließen bremsen. Deshalb bleiben manche Salatsoßen länger vermischt als Öl und Wasser allein. Wie schnell sich dein Gemisch trennt, hängt auch von den Tropfengrößen und der Ölsorte ab.
Warum liegt das Öl oben?
Dichte bedeutet Masse pro Volumen. Vergleiche gedanklich zwei gleich volle Messbecher: Gewöhnliches Speiseöl hat weniger Masse als dieselbe Menge Wasser. Es ist weniger dicht und schwimmt deshalb darauf.
Die Dichte erklärt die Reihenfolge der Schichten. Ob zwei Flüssigkeiten eine Lösung bilden können, hängt von ihren molekularen Eigenschaften ab. Ein Dichteunterschied allein reicht nicht aus, um fehlende Mischbarkeit zu erklären.
Ruhig stehen lassen oder schütteln?
- Stelle zwei gleiche, durchsichtige Kunststoffgefäße mit dicht schließenden Schraubdeckeln auf ein Tablett. Gib in jedes 50 ml Wasser bei Raumtemperatur und 10 ml gewöhnliches Speiseöl. Lass reichlich Luft unter dem Deckel. Beschrifte sie mit „ruhig“ und „geschüttelt“ und zeichne die Schichten.
- Schließe beide Deckel fest. Lass das erste Gefäß stehen. Schüttle das zweite etwa zehn Sekunden und stelle es daneben. Betrachte die Flüssigkeiten von der Seite: Siehst du kleine Tropfen oder eine zusammenhängende Schicht? Beim Schütteln können zusätzlich Luftblasen entstehen.
- Notiere den Zustand sofort sowie nach einer, fünf und zehn Minuten, ohne erneut zu schütteln. Vergleiche mit dem ruhigen Gefäß. Zeichne, wo sich Öl sammelt. Sind nach zehn Minuten noch Tropfen verteilt, halte auch das fest und beobachte weiter: Eine feste Trennzeit gibt es nicht.
Lass dir von einer erwachsenen Person helfen. Verwende nur Wasser und Speiseöl, erhitze nichts und trinke die Proben nicht. Prüfe die Deckel vor dem Schütteln. Nimm verschüttetes Öl sofort auf, damit niemand ausrutscht; ölige Reste gehören nicht in den Ausguss.
Zum Mitnehmen
Molekulare Eigenschaften erklären, warum Öl und Wasser getrennt bleiben. Die geringere Dichte erklärt, warum Speiseöl oben liegt. Schütteln verteilt Tropfen, löst das Öl aber nicht auf.
Was geschieht mit dem Öl beim Schütteln zunächst?
Quellen & Weiterlesen
American Chemical Society · Can Liquids Dissolve in Water? (Lesson 5.7) ↗American Chemical Society · Density: Sink and Float for Liquids (Lesson 3.5) ↗OpenStax / Rice University · Chemistry 2e: The Dissolution Process ↗OpenStax / Rice University · Chemistry 2e: Colloids ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
