Tiểu mục “Cà phê hóa cùng Đại Kỷ Nguyên” trong chuyên mục Khoa Học cung cấp cho độc giả những thí nghiệm hóa học thú vị, dễ làm (có thể tự làm tại nhà), hi vọng sẽ là một món ăn tinh thần bổ ích bên tách cà phê sáng giúp bộ não khởi động óc tư duy, sáng tạo trước một ngày làm việc đầy niềm vui.

Đây chắc chắn sẽ trở thành một trong những thí nghiệm hóa học yêu thích nhất mà bạn có thể làm ngay tại nhà bếp của mình. Đơn giản, dễ làm và không gây nguy hiểm chút nào. Trên thực tế, nó được liệt vào một trong những thí nghiệm dành riêng cho trẻ em, để chúng khám phá thế giới hóa học sinh động, đầy màu sắc.

Những tương tác rất kỳ lạ sẽ xảy ra khi bạn trộn lẫn một ít sữa, màu thực phẩm, và một giọt nước xà phòng (hay xà bông) rửa bát. Hãy xắn tay áo làm thí nghiệm này để đưa cho bạn bè bạn một phen thích thú và khám phá các bí mật khoa học của xà phòng.

Video:

videoinfo__video.thebl.com||79cb7f6db__

Chi tiết thí nghiệm:

1. Rót đầy sữa vào một cái đĩa. Để sữa lắng xuống, rồi sóng sau khi rót,trước khi chuyển sang bước tiếp theo..

2. Nhỏ màu thực phẩm vào sữa. Nhỏ một màu hoặc nhiều màu tùy thích. Càng nhiều màu thì kết quả thu được càng đẹp và sặc sỡ.Chú ý nhỏ các giọt màu trong một diện tích nhỏ hẹp, không cách nhau quá xa.
3. Tìm một cái tăm bông sạch cho bước tiếp theo của thí nghiệm. Hãy nghĩ xem việc gì sẽ xảy ra khi bạn bạn đầu tăm bông vào phần trung tâm sữa. Điều quan trọng là không khuấy hỗn hợp “sữa phẩm màu” này – mà chỉ chạm nó bằng đầu tăm bông. Hãy thử làm xem có gì xảy ra không.
4. Giờ hãy nhỏ một giọt xà bông vào đầu kia của tăm bông. Đặt đầu tăm bông dính xà bông kia trở lại hỗn hợp sữa và giữ ở đó trong 10 đến 15 giây. Hãy quan sát sự bùng nổ màu sắc ở đây!

5. Thêm một giọt xà bông khác vào đầu tăm bông và thử làm lại lần nữa. Hãy thử nhúng đầu tăm bông vào các chỗ khác trong dung dịch sữa xem sao. Bạn có để ý thấy màu sắc trong sữa vẫn tiếp tục dịch chuyển ngay cả khi đầu tăm bông được bỏ ra hay không. Điều gì khiến màu thực phẩm trong dung dịch chuyển động tứ tung như vậy?

Cơ chế đằng sau màn trình diễn này là gì?

Thời gian suy nghĩ bắt đầu…

Cà phê toán cùng Đại Kỷ Nguyên

Giải thích:

Sữa có thành phần chủ yếu là nước, nhưng nó cũng chưa các vitamin, chất khoáng, protein, và các giọt chất béo nhỏ trong hỗn hợp dung dịch. Khi giọt xà phòng được nhỏ vào dung dịch thông qua đầu tăm bông, bộ phận không phân cực của mixen xà phòng (cấu trúc phân tử xà phòng) sẽ chủ động “theo đuổi” và thu thập các phân tử chất béo không phân cực vào bên trong lòng mixen xà phòng đó, trong khi bộ phận bề mặt nhất của mixen xà phòng sẽ kết nối với một phân tử nước phân cực. Phân tử nước phân cực này sẽ kéo chất béo không phân cực theo bên mình.

Vậy là mixen xà phòng, sẽ có một phần kết dính với phân tử chất béo, một phần khác bám vào phân tử nước, và theo một cách kiểu nào đó hình thành nên một liên kết ba.

Bí mật của sự bùng nổ màu sắc nằm ở tính chất hóa học của giọt xà phòng nhỏ. Giống với dầu, chất béo trong sữa là một phân tử không phân cực, có nghĩa là nó không hòa tan trong nước. Tuy nhiên, khi xà phòng được trộn vào, bộ phận không phân cực (hydrophobic) của mixen (các cấu trúc xà phòng phân tử trong dung dịch) sẽ tách rời và thu thập các phân tử chất béo không phân cực. Sau đó, bề mặt cực của micelle (hydrophilic) kết nối với cực phân tử nước với chất béo giữ trong micelle xà phòng. Nhờ vào kết nối xà phòng, theo nghĩa đen, chất béo không phân cực có thể được mang theo nước cực. Đây là lúc niềm vui bắt đầu.

Các phân tử chất béo, khi được các phân tử xà phòng được “theo đuổi”, sẽ “uốn dẻo, nhào lộn, lăn tròn” khắp mọi nơi. Và chính nhờ “bài thể dục cường độ cao” của các phân tử chất béo này, các phân tử màu thực phẩm sẽ dịch chuyển về mọi hướng, nhuốm màu khu vực xung quanh, cung cấp một phương thức thuận tiện để quan sát rõ hoạt động của “dòng hải lưu biển” vốn trước đây “vô hình”. Khi xà phòng được trộn đều với sữa, mọi hoạt động giảm xuống chậm lại và cuối cùng ngừng hẳn.

=> Chất béo trong thành phần sữa chính là nguyên nhân. Đây cũng là lý do tại sao sữa với thành phần chất béo cao hơn sẽ tạo nên một sự bùng nổ màu sắc tốt hơn – bởi đơn giản có nhiều chất béo hơn để liên kết với tất cả các phân tử xà phòng này.

Hãy thử thêm một giọt xà phòng xem có thêm bất kỳ chuyển động nào không. Nếu có, bạn có thể biết rằng vẫn còn nhiều phân tử chất béo chưa tìm được đối tác tại “màn vũ điệu đầy màu sắc” này. Hãy cứ thêm các giọt xà phòng cho đến khi không ghi nhận được thêm bất kỳ sự chuyển động nào nữa, và khi đó bạn sẽ biết rằng mọi phân tử chất béo đều đã “có đôi có cặp”.

Tiến thêm bước nữa

Hãy thử lặp lại thí nghiệm sử dụng trực tiếp nước thay vì sữa. Bạn có thể thu được một sự bùng nổ màu sắc tương tự không? Bạn cho rằng loại sữa nào sẽ sản sinh màn vũ điệu màu sắc đẹp nhất, sữa lọc bỏ bơ (bơ thực chất chính là thành phần chất béo trong sữa), 1% bơ, 2% bơ, hay sữa nguyên bơ. Tại sao?

Quý Khải