¿Qué tipo de características tienen la grasa, el almidón y el heptano, que le permiten extraer la grasa (por ejemplo, chips) con heptano? ¿Y por qué no puedes usar agua?

No estoy seguro de por qué le dijeron que el almidón es soluble en agua. No es muy soluble en absoluto. Para obtener más información sobre este tema, consulte esta respuesta aquí. ¿Por qué el almidón de maíz es tan soluble? y mira este video impresionante

La razón por la que pueden extraer las grasas de las astillas y dejar atrás el almidón es porque las grasas son muy solubles en solventes que se parecen a sus estructuras. La gente dice “like disolve like”.

Entonces, si miramos esta estructura generalizada para una grasa (observe que cada doblez en las colas es un átomo de carbono diferente, entonces hay 12 átomos de carbono después de la O)

y luego mira esta estructura para heptano

Como podemos ver, ambos son similares porque ambos tienen / son cadenas largas de átomos de carbono e hidrógeno. Estas cadenas de carbono se denominan no polares. Este término proviene de que los electrones se comparten de manera muy pareja entre los átomos de carbono y los átomos de hidrógeno.

Si miramos la estructura del H2O (agua) vemos que no hay carbonos. Solo un oxígeno y dos hidrógenos. Esto no se parece en nada a las moléculas de arriba y es lo que llaman polar. La polaridad de esta molécula proviene de los electrones que se encuentran más fuertemente en el oxígeno por lo que habrá una carga positiva en los hidrógenos y una carga negativa en el oxígeno. Esto le permite interactuar con moléculas polares.

Ahora veamos la estructura de un almidón genérico. Los corchetes muestran que esa parte de la molécula se repite n veces.

Esto es lo que ellos llaman amilosa. Es una de las estructuras encontradas en almidón

esto es lo que llaman amilopectina. Ambos se encuentran en almidón.

Ahora no se parecen a las grasas ni al heptano. Tienen muchos oxígenos como el agua, ¿verdad? Pero el problema es que el almidón es una molécula muy larga (polímero. Al igual que el plástico que forma una botella de refresco, por ejemplo, pero la estructura es diferente). Cuando aumenta el peso molecular de una molécula, disminuye su solubilidad en cualquier disolvente en el que hubiera sido soluble si no fuera una molécula muy grande.

Ahora, lo que puedes hacer con el agua (ya que el agua aún será atraída por los oxígenos en el almidón), forma una suspensión. Lea sobre suspensión (química) si no está familiarizado con lo que son.

¿Entonces, qué nos queda?

El heptano puede disolver las grasas. Disuelve a lo semejante como.

El heptano no puede disolver el almidón, ya que existen muchos grupos polares (oxígeno) diferentes y es una molécula muy grande.

El agua no puede disolver la grasa ya que las grasas son muy no polares y el agua es muy polar.

El agua puede interactuar, pero no disolver completamente el almidón.