तेल और पानी को अलग करने पर विज्ञान परियोजनाएं

जबकि तेल और पानी मिश्रित नहीं होते हैं और इसलिए स्वाभाविक रूप से अलग हो जाएंगे, वास्तव में पानी से तेल निकालना मुश्किल हो सकता है। 1989 में एक्सॉन वाल्डेज़ टैंकर स्पिल और 2010 में बीपी डीपवाटर होराइजन घटना जैसे बड़े तेल रिसाव, इस मुद्दे के महत्व को उजागर करते हैं। सरल से लेकर उन्नत तक कई दिलचस्प विज्ञान परियोजनाएं हैं, जो तेल पृथक्करण के विभिन्न दृष्टिकोणों को दर्शाती हैं।

एक परियोजना जो आप तेल और पानी के साथ कर सकते हैं, वह है दो तरल पदार्थों के प्राकृतिक पृथक्करण को दिखाना। एक साफ कंटेनर में थोड़ा पानी डालें और अलगाव को और अधिक स्पष्ट करने के लिए फूड कलरिंग डालें। थोड़ा तेल में डालो; यह खाना पकाने का तेल, मोटर तेल या किसी अन्य प्रकार का हो सकता है। तेल गिरने के बल के कारण शुरू में नीचे की ओर गिर सकता है, लेकिन यह जल्दी से पानी के ऊपर लेट जाएगा। यदि आप कंटेनर को कैप करते हैं और इसे उल्टा कर देते हैं, तो तेल अभी भी शीर्ष पर पहुंच जाएगा। यह प्रयोग दो वैज्ञानिक सिद्धांतों को दर्शाता है। सबसे पहले, पानी और तेल मिश्रित नहीं होते क्योंकि वे रासायनिक रूप से बहुत भिन्न होते हैं। पानी ध्रुवीय है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक अणु में छोटे सकारात्मक और नकारात्मक विद्युत आवेश वाले भाग होते हैं। तेल बहुत गैर-ध्रुवीय है, यही वजह है कि यह ध्रुवीय तरल पदार्थों के साथ अच्छी तरह मिश्रित नहीं होता है। साथ ही, तेल का घनत्व पानी से कम होता है, इसलिए यह स्वाभाविक रूप से ऊपर उठता है, जैसे हीलियम का गुब्बारा हवा में ऊपर उठता है।

पानी और तेल को पकड़े हुए कन्टेनर लें और उसे जोर से हिलाएं। मिश्रण बादल बन जाएगा और अब आपको दो स्पष्ट परतें नहीं दिखाई देंगी। आपने वह बनाया है जिसे इमल्शन कहा जाता है। इमल्शन दो तरल पदार्थों की छोटी बूंदों के रूप में तेल और पानी का मिश्रण होता है। कुछ सामान्य खाद्य पदार्थ जो हम खाते हैं वे हैं तेल और पानी के इमल्शन, जैसे सलाद ड्रेसिंग। लहरदार समुद्र में तेल का रिसाव एक पायस बना सकता है, जिससे तेल को अलग करना मुश्किल हो जाता है। आप इमल्शन को तोड़ने के तरीकों के साथ प्रयोग कर सकते हैं। अपने इमल्शन को कुछ देर तक ऐसे ही रहने दें और तेल फिर से एक अलग परत बना सकता है। मिश्रण में नमक मिलाना प्रक्रिया को तेज करने का एक तरीका है; नमक पानी में घुल जाता है और इसे और भी अधिक ध्रुवीय बना देता है और तेल के साथ मिश्रित होने की संभावना कम हो जाती है।

तेल को पानी से अलग करने का दूसरा तरीका तेल को सोख लेना है। कागज़ के तौलिये की तरह हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली अधिकांश शोषक सामग्री पानी को सोखने में बेहतर होती है, लेकिन पॉलीप्रोपाइलीन से बने पैड इसके विपरीत काम करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि पॉलीप्रोपाइलीन तेल की तरह गैर-ध्रुवीय है और इसलिए तेल की परत को अवशोषित करना पसंद करती है। पॉलीप्रोपाइलीन पैड ऑटो सप्लाई स्टोर्स और अन्य आउटलेट्स पर खरीदे जा सकते हैं। संभावित प्रयोगों में यह परीक्षण शामिल हो सकता है कि कौन सा ब्रांड का पैड सबसे अच्छा काम करता है और तेल की एक निर्धारित मात्रा को अवशोषित करने में कितना समय लगता है।

बर्फ में जमने पर पानी कम घना हो जाएगा और इससे हमें तेल और पानी को अलग करने की एक और तकनीक मिल जाती है। हालांकि यह बड़े पैमाने पर व्यावहारिक नहीं होगा, आप इसका उपयोग छोटे पैमाने पर यह बताने के लिए कर सकते हैं कि तापमान के साथ घनत्व कैसे बदलता है। एक अवतल कंटेनर में थोड़ा पानी और तेल रखें, जैसे प्लास्टिक का कटोरा। तेल ऊपर की ओर उठेगा। कंटेनर को कुछ घंटों के लिए फ्रीजर में रख दें और फिर बाहर निकाल लें। कंटेनर में अब तल पर तेल होगा, जमे हुए पानी के एक स्लैब के नीचे जिसे आप निकालने में सक्षम होना चाहिए, इस प्रकार दोनों को अलग करना।

अजीब तरह से, ऐसे बैक्टीरिया होते हैं जो तेल फैल खाएंगे। ऐसा ही एक बैक्टीरिया है जिस पर वैज्ञानिकों ने प्रयोग किया है वह है स्यूडोमोनास। स्यूडोमोनास की कॉलोनियों को मिलाकर एक चुनौतीपूर्ण लेकिन आकर्षक प्रयोग किया जा सकता है विभिन्न प्रकार के तेल और पोषक तत्व और यह देखते हुए कि कौन सी स्थितियाँ सबसे अच्छी जीवाणु वृद्धि देती हैं दरें। इस प्रकार का प्रयोग हमेशा सावधानी से करना चाहिए, हालांकि स्यूडोमोनास के कुछ उपभेद मनुष्यों में बीमारी का कारण बन सकते हैं।