Tiedeprojektit öljyn ja veden erottamisesta

Vaikka öljy ja vesi eivät sekoita ja siten luonnollisesti erottuvat, voi olla vaikeaa poistaa öljyä vedestä. Suuret öljyvuodot, kuten Exxon Valdez -tankkerivuoto vuonna 1989 ja BP Deepwater Horizon -tapahtuma vuonna 2010, korostavat tämän asian merkitystä. On olemassa useita mielenkiintoisia tiedeprojekteja, aina yksinkertaisista edistyneisiin, jotka kuvaavat erilaisia ​​lähestymistapoja öljyn erottamiseen.

Yksi projekti, jonka voit tehdä öljyllä ja vedellä, on näyttää näiden kahden nesteen luonnollinen erotus. Laita vettä kirkkaaseen astiaan ja lisää elintarvikevärejä, jotta erottaminen on selvempää. Kaada öljyä; se voi olla ruokaöljyä, moottoriöljyä tai muuta. Öljy saattaa pudota aluksi pohjaan putoamisvoiman takia, mutta se nousee nopeasti makaamaan veden päälle. Jos korkki suljetaan ja käännetään ylösalaisin, öljy kulkee edelleen huipulle. Tämä koe osoittaa kaksi tieteellistä periaatetta. Ensinnäkin vesi ja öljy eivät sekoita, koska ne ovat kemiallisesti hyvin erilaisia. Vesi on napa, mikä tarkoittaa, että jokaisella molekyylillä on osia, joilla on pienet positiiviset ja negatiiviset sähkövarat. Öljy on hyvin polaarista, minkä vuoksi se ei sekoita hyvin napaisten nesteiden kanssa. Samoin öljyn tiheys on pienempi kuin vesi, joten se nousee luonnollisesti ylöspäin, aivan kuten heliumpallo nousee ilmassa.

Ota astia, jossa on vettä ja öljyä, ja ravista sitä voimakkaasti. Seos muuttuu sameaksi ja et enää näe kahta ilmeistä kerrosta. Olet tehnyt niin sanotun emulsion. Emulsio on öljyn ja veden seos kahden nesteen pieninä pisaroina. Jotkut syömämme yleiset elintarvikkeet ovat öljy- ja vesiemulsioita, kuten salaattikastiketta. Öljyvuoto aallotetussa meressä voi muodostaa emulsion, mikä vaikeuttaa öljyn erottamista. Voit kokeilla tapoja rikkoa emulsio. Anna emulsiosi istua häiritsemättä jonkin aikaa, ja öljy voi jälleen muodostaa erillisen kerroksen. Suolan lisääminen seokseen on yksi tapa nopeuttaa prosessia; suola liukenee veteen ja tekee siitä vielä napaisemman ja vähemmän sekoittuvan öljyn kanssa.

Toinen tapa erottaa öljy vedestä on imeä öljy. Suurin osa absorboivista materiaaleista, kuten paperipyyhkeet, imevät paremmin vettä, mutta polypropeenista valmistetut tyynyt toimivat päinvastoin. Tämä johtuu siitä, että polypropyleeni on ei-polaarinen kuin öljy ja imee siten mieluummin öljykerrosta. Polypropeenityynyjä voi ostaa autokaupoista ja muista myyntipisteistä. Mahdollisiin kokeisiin voi sisältyä sen testaaminen, mikä tyyny tyyny toimii parhaiten ja kuinka kauan kestää imeä tietty määrä öljyä.

Jäästä jäätyneestä vedestä tulee vähemmän tiheää, mikä antaa meille uuden tekniikan öljyn ja veden erottamiseksi. Vaikka tämä ei olisi käytännössä suuressa mittakaavassa, voit käyttää sitä pienessä mittakaavassa havainnollistamaan kuinka tiheydet muuttuvat lämpötilan mukaan. Aseta vähän vettä ja öljyä koveraan astiaan, kuten muovikulho. Öljy nousee huipulle. Laita astia pakastimeen muutamaksi tunniksi ja ota se sitten pois. Säiliön pohjassa on nyt öljy jäädytetyn vesilevyn alla, jonka sinun pitäisi pystyä poistamaan, erottaen nämä kaksi.

Kummallista on bakteereja, jotka syövät öljyvuodot. Yksi tällainen bakteeri, jonka kanssa tutkijat ovat kokeilleet, on Pseudomonas. Haastava, mutta kiehtova koe voidaan suorittaa sekoittamalla Pseudomonas-pesäkkeitä erityyppisiä öljyjä ja ravinteita ja nähdä, mitkä olosuhteet antavat parhaan bakteerikasvun hinnat. Tämän tyyppinen koe tulisi aina tehdä varoen, vaikka jotkut Pseudomonas-kannat voivat aiheuttaa tautia ihmisillä.