OLDÓDÓ KÖTÉSEK

A „kötés” szónak a magyar nyelvben sokféle jelentése van. Kötést teszünk a sebre; az építkezésen várni kell, míg köt a beton; kötés tartja össze a könyv lapjait; a politikusok szerződéseket kötnek; a cipőfűzőt be kell kötni, nehogy hasra essünk benne; a nyakkendő megkötését gyakorolni kell, hogy szépre sikerüljön és így tovább, sorolhatnánk sokáig. S ugyanígy van az „oldás” szóval is: a cipőfűzőt ki kell oldani, ha le akarjuk venni a lábbelit; a teába tett cukor előbb-utóbb oldódik; a nehéz feladatoknak keressük a megoldását, és néha találkozunk megoldhatatlan helyzetekkel is.

A szavak általános jelentésbeli sokféleségével szemben a tudományos nyelvben a kifejezéseknek csak egyféle jelentése van. A „kötés” szó például a kémia szaknyelvében csak egyet jelent: az anyagokat alkotó szuper-parányi részecskék – atomok, molekulák – közötti összetartó erőt. Ezeknek az összetartó erőknek – a kémiai kötéseknek – a vizsgálata rendkívül nagy jelentőségű, mert átrendeződésüktől függ, hogy ha valamilyen anyag megváltozik, milyen lesz. Például erős melegítés hatására a cukormolekulákban egy-egy kötés felszakad, így a cukorból karamell lesz. A körülöttünk lévő anyagok milliónyi tulajdonsága végső soron ezektől a kötésektől függ.

Megfigyelhetted már, hogy a forró teába tett kristálycukor, amely addig szilárd kristályokból állt, fokozatosan eltűnik a szemünk elől. Feloldódik. De csak a szemünk számára tűnik el, valami más formában továbbra is ott van a cukor, hiszen a teában is érezzük az ízét. A cukornak teljesen mindegy, hogy egy pohár teával kerül kapcsolatba vagy közvetlenül a szájunkba tesszük: itt is, ott is a vízzel találkozása a lényeg. A cukorkristály ugyanúgy oldódik a tea víztartalmában, mint a nyálunkban. Hiszen a nyálunk nagy része is víz.

Képzeljük magunkat egy cukormolekula helyébe, amely a vízbe dobott cukorkristály valamelyik sarkában van. Az egyik oldalon – a kristály belsejében – más cukormolekulák veszik körül, azokhoz kötődik. Kívülről viszont vízmolekulák vannak körülötte, de azokhoz is kötődik. Van a cukorban és a vízben valami hasonlóság, ami miatt vonzódnak egymáshoz. Ennek a vonzódásnak köszönhetően sok-sok kicsi vízmolekula addig nyüzsög, forgolódik, hogy végül a – hozzájuk képest – nagy cukormolekulát kiszakítják a kristályból, s így már minden oldalról körülvehetik. A kiszakított cukormolekula már nem kötődik a „testvéreihez”; mostantól önállóan járja útját a vízmolekulák milliói között, és mindig vízmolekula-burok veszi körül. A következő pillanatban a cukorkristály másik molekulájával történik ugyanez, s így folytatódik, míg végül az összes cukormolekula vízmolekula-burokban úszik. Erre a folyamatra mondjuk röviden, hogy a cukorkristály oldódott a vízben. A kapott cukoroldatban cukor–cukor kötések már nincsenek; helyettük cukor–víz kötések vannak. (Meg persze továbbra is víz–víz kötések, vagyis vízmolekulák egymáshoz kötődése.)

A kristálycukor azért oldódik jól vízben, mert a cukormolekula a „vízkedvelő” anyagok családjába tartozik. Ilyen „vízkedvelő” a konyhasó is. Ha vízbe szórjuk, ugyanaz történik vele, mint a cukorral. A kristály eltűnik, a só feloldódik a vízben; sóoldatot kapunk. S itt is az a változás lényege, hogy a sókristály részecskéi most már nem egymáshoz kötődnek, hanem a vízmolekulákhoz.

Ha vannak „vízkedvelők”, bizonyára vannak „vízutálók” is. Igen, vannak. Ilyen például a konyhai étolaj és a benzin. Ha vízre egy csepp étolajat cseppentünk, az halványsárga lencseként egyben marad, úszik a víz tetején, s úgy is marad időtlen időkig – illetve amíg mosogatószerrel el nem mossuk az edényt.

Nézz utána, hogy ha nem egy csepp étolaj kerül a víz felszínére, hanem egy tankhajóbaleset következtében sokmillió liter kőolaj, az miért katasztrófa a tengeri élővilágra nézve!

Mi történik, ha a „vízutáló” étolajat nem vízzel hozzuk össze, hanem egy „vízkedvelő” anyaggal, például a kristálycukorral? Vajon mire jutnak egymással?

Otthoni feladat | Üvegpohárba önts egy ujjnyi étolajat, s abba szórj késhegynyi kristálycukrot. Figyeld hosszan (akár napokig), hogy oldódik-e a cukor vagy nem; s ha igen, akkor hogyan. Időnként meg is kavarhatod egy kiskanállal.

Nem áruljuk el, hogy mi a várt eredmény, viszont javasoljuk, hogy a saját megfigyeléseidről, tapasztalataidról számolj be majd az iskolában!