¿Por qué el aceite mineral no es soluble en agua?

 

Es conocido que el agua y el aceite no se mezclan, incluso existe un dicho popular al respecto. El agua es un compuesto polar con cargas en distintas partes de sus moléculas, mientras que el aceite es apolar, es decir, no presenta esas cargas. 

Esto quiere decir que cuando intentas mezclar el agua y el aceite para formar un nuevo compuesto unificado, lo que determina si esto es posible o no, es el cambio neto en la entropía.

Puedes comprobarlo realizando un experimento práctico: Necesitas agua, aceite y detergente diluido en agua, contenido en un vaso pequeño o en algún otro de vidrio para que puedas observar lo que ocurre. Mezcla un mililitro de aceite y un mililitro de agua. Agita de manera que se mezclen, y luego deja la mezcla en reposo durante algunos minutos. Vuelve y toma nota de los cambios que percibas. Luego, agrega una cantidad similar del detergente disuelto previamente en agua, y agita muy bien de nuevo buscando generar una nueva mezcla. Permite que reposen, y luego revisa cómo los componentes no se mezclaron en lo absoluto, sino que conviven en el mismo recipiente pero por separado.

Cuando se intenta mezclar agua (polar) y aceite (apolar) entran en acción dos tipos de fuerzas, por lo que se deben romper los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua y romper con las fuerzas de dispersión que operan en el aceite. Para esto hay que aportar energía. También es cierto que si el proceso fuese espontáneo, la energía que se libera en la formación del nuevo compuesto sería la necesaria para romper los enlaces.

La magnitud que mide esta energía es la entalpía. Al obtener una variación de entalpía del proceso de disolución de los hidrocarburos en agua, o entalpía de disolución, es casi cero en la mayoría de los casos, lo que quiere decir que también será casi cero en la variación de entropía.  

Desde un punto de vista dinámico se describe este proceso pensando que al acercarse las moléculas apolares (aceites) a las polares (agua) o viceversa, van perdiendo la libertad de movimiento y se agrupan con sus similares. 

Este reacomodo de las moléculas de agua en torno a las moléculas de aceite conlleva una restricción que supone mayor orden y, por consecuencia, una disminución de la entropía. 

La pérdida de entropía para las moléculas de agua implica una variación negativa total en la mezcla de aceite y agua, dando como resultado que no sea posible concretar una verdadera mezcla entre el agua y el aceite. 

Este fenómeno tiene especiales consecuencias cuando se intenta utilizar alguna de las sustancias por sus propiedades específicas. El aceite que contenga moléculas de agua perderá en grandes proporciones sus propiedades de lubricación y en consecuencia pondrá en riesgo el buen funcionamiento de máquinas y herramientas. De ahí la importancia de conocer esta información.

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