相分離につて

質問

水と油を地上で混ぜてみると2相に別れますが、無重力状態では分かれるのでしょうか？2相に分かれるのはそれぞれの密度の違いで分かれるので、無重力状態では重さの概念がないので分かれないのでしょうか？それとも同じ液体同士でいたほうが有利だから長い時間をかければ分かれるのでしょうか？

回答No.1

acacia7

水はくの字の極性のある分子・・
これとくっつきやすい分子を親水性の分子といいます。
で、油にもよるのですが、いわゆるニ相にわかれるのは
極性の小さい、疎水性の分子です。

まず、液体の表面には表面張力なるちからが働いています。
これはニ相の界面という化学的にエネルギーの高い部分を
小さくする方向にかかる力です。

で、無重力状態で水をほおって置くと丸くなるのはこの力のせいです。

そして、水と油という溶存しにくいニ相の間も界面ですから、
小さくなる様に力がかかります・・
つまり、油の中では水が丸く、水の中では油が丸くなるのです。
この時、丸い水同士がある程度の力で抑えつけられると一つの丸に併合します。このへんも表面張力の関係です。
逆にいえば、丸い滴同士はある程度余裕があればくっつきません。すると、水の中で油が、また、油の中で水が、
つぶつぶとなって分散した状態になるのです。

これがいわゆる乳化した状態で、マヨネーズ状態です。
これはそれなりに安定なので、なんらかの外力がない場合、
は特に分離したりしません。

つまり、地上では重力という外力があるために、
２相に分離しますが、無重力状態では分離しないのです。

てなところでいかが？