El ‘efecto mayonesa’ explica un viejo enigma de la química física

La mayonesa es un alimento básico en casi todos los hogares; sin embargo, la razón por la que es tan espesa y viscosa es un viejo problema no resuelto en la química física.

¿por qué agregar yema de huevo a una mezcla líquida de aceite y agua aumenta la viscosidad mil veces? Y, de manera más general, ¿por qué la viscosidad de todas las soluciones exhibe un aumento de viscosidad imprevisiblemente grande cuando se agrega una gran cantidad de soluto o surfactante (como yema de huevo)?.

La ecuación de Jones-Dole de 1929, que predice con precisión los cambios de viscosidad en soluciones a concentraciones más bajas, se descompone en concentraciones más altas (más de 1 molar) como las presentes en el jarabe y la mayonesa. Hasta ahora, el rápido aumento de la viscosidad a altas concentraciones no ha sido explicado ni por una expresión matemática ni por una teoría física microscópica.

Ahora, en un nuevo estudio, Klaas Wynne, profesor de física química en la Universidad de Glasgow, ha propuesto lo que él llama el “efecto mayonesa” para explicar el dramático aumento de la viscosidad que ocurre no solo en la mayonesa, sino en todas las soluciones altamente concentradas . Sus resultados se publican en una edición reciente de The Journal of Physical Chemistry Letters.

“El ‘efecto mayonesa’ es una pequeña y adorable idea que tiene una aplicabilidad mucho más amplia: en cualquier caso en el que un líquido esté estructurado de alguna manera, la viscosidad aumentará de forma no lineal debido a la presencia de una transición de interferencia virtual a una concentración muy alta”, Dijo Wynne a Phys.org.

“Por lo tanto, el efecto de mayonesa también se aplica a la estructuración intrínseca en líquidos iónicos a temperatura ambiente, en solventes eutécticos profundos, fluctuaciones de concentración cerca de puntos críticos y, por supuesto, mezclas líquidas, incluida la mayonesa. El efecto de mayonesa se aplica a todas las soluciones y mezclas líquidas, y es, por lo tanto, muy aplicable “.

En su artículo, Wynne explica cómo ocurre la transición de interferencia. Cuando se agrega un soluto que contiene iones a una solución, las moléculas líquidas (por ejemplo, agua) forman grupos alrededor de los iones. En una concentración crítica, el movimiento de los cúmulos de iones/líquidos se congela o se atasca.

Como explica Wynne, el enfoque de esta transición de bloqueo marca el cambio del régimen descrito por la ecuación de Jones-Dole a un régimen en el que la viscosidad aumenta mucho más rápidamente. El efecto mayonesa, entonces, es un ejemplo de una propiedad coligativa, lo que significa que depende principalmente de la concentración del soluto más que de las propiedades químicas o físicas del soluto.

Para describir matemáticamente la dependencia de la viscosidad en la concentración, Wynne propuso modificaciones a la ecuación de Jones-Dole, motivadas por la ecuación de Vogel-Fulcher-Tammann que describe la viscosidad de los líquidos y vidrios sobreenfriados a medida que se aproximan a la temperatura crítica de transición vítrea.

Wynne demostró que la nueva ecuación modificada proporciona una buena adecuación para gran parte de los datos de viscosidad publicados anteriormente, aparte de unos pocos valores atípicos esperados. Los resultados revelan una conexión entre la formación de vidrio y la formación de mayonesa, ya que en ambos casos la viscosidad depende de la concentración de una manera similar.

En el futuro, Wynne planea investigar más a fondo las implicaciones del efecto mayonesa. “Actualmente estoy muy interesado en la manipulación física de las transiciones de fase, como la desmezcla de líquidos y la nucleación de cristales en los que el efecto de la mayonesa desempeña un papel importante”, dijo Wynne.

Fuente: Europa Press

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