Anche se l'olio e l'acqua non si mescolano e quindi si separano naturalmente, può essere difficile rimuovere effettivamente l'olio dall'acqua. Grandi fuoriuscite di petrolio, come la fuoriuscita della petroliera Exxon Valdez nel 1989 e l'incidente della BP Deepwater Horizon nel 2010, evidenziano l'importanza di questo problema. Esistono diversi progetti scientifici interessanti, che vanno dal semplice all'avanzato, che illustrano diversi approcci alla separazione dell'olio.
Separazione naturale
Un progetto che puoi fare con olio e acqua è mostrare la naturale separazione dei due liquidi. Metti dell'acqua in un contenitore trasparente e aggiungi del colorante alimentare per rendere più evidente la separazione. Versare un po' d'olio; può essere olio da cucina, olio per motori o qualche altro tipo. L'olio può inizialmente cadere sul fondo a causa della forza di caduta, ma si alzerà rapidamente fino a giacere sull'acqua. Se chiudi il contenitore e lo capovolgi, l'olio continuerà a salire in superficie. Questo esperimento mostra due principi scientifici. Innanzitutto l'acqua e l'olio non si mescolano perché chimicamente sono molto diversi. L'acqua è polare, il che significa che ogni molecola ha parti con piccole cariche elettriche positive e negative. L'olio è molto apolare, motivo per cui non si mescola bene con i liquidi polari. Inoltre, la densità dell'olio è inferiore a quella dell'acqua, quindi si alza naturalmente, proprio come un palloncino di elio si alza nell'aria.
Separare un'emulsione
Prendete il recipiente contenente acqua e olio e agitatelo energicamente. La miscela diventerà torbida e non vedrai più due strati evidenti. Hai realizzato quella che viene chiamata un'emulsione. Un'emulsione è una miscela di olio e acqua sotto forma di minuscole goccioline dei due liquidi. Alcuni cibi comuni che mangiamo sono emulsioni di olio e acqua, come il condimento per l'insalata. Una fuoriuscita di petrolio in un oceano ondoso potrebbe formare un'emulsione, rendendo difficile la separazione del petrolio. Puoi sperimentare modi per rompere l'emulsione. Lascia che l'emulsione resti indisturbata per un po' e l'olio potrebbe nuovamente formare uno strato separato. L'aggiunta di sale alla miscela è un modo per accelerare il processo; il sale si scioglie nell'acqua e la rende ancora più polare e meno incline a mescolarsi con l'olio.
Assorbanza
Un altro modo per separare l'olio dall'acqua è quello di assorbire l'olio. La maggior parte dei materiali assorbenti che usiamo, come gli asciugamani di carta, assorbono meglio l'acqua, ma gli assorbenti in polipropilene funzionano in modo opposto. Questo perché il polipropilene non è polare come l'olio e quindi preferisce assorbire lo strato di olio. I tamponi in polipropilene possono essere acquistati nei negozi di forniture per auto e in altri punti vendita. I possibili esperimenti potrebbero includere la verifica della marca di pastiglie che funziona meglio e del tempo necessario per assorbire una determinata quantità di olio.
Temperatura
L'acqua diventa meno densa quando viene congelata nel ghiaccio e questo ci fornisce un'altra tecnica per separare l'olio dall'acqua. Anche se questo non sarebbe pratico su larga scala, puoi usarlo su piccola scala per illustrare come le densità cambiano con la temperatura. Metti dell'acqua e dell'olio in un contenitore concavo, come una ciotola di plastica. L'olio salirà verso l'alto. Riponete il contenitore in freezer per qualche ora e poi estraetelo. Il contenitore avrà ora l'olio sul fondo, sotto una lastra di acqua ghiacciata che dovresti essere in grado di rimuovere, separando così i due.
Biorimedio
Stranamente, ci sono batteri che mangeranno le fuoriuscite di petrolio. Uno di questi batteri che gli scienziati hanno sperimentato è Pseudomonas. Un esperimento impegnativo ma affascinante può essere effettuato mescolando colonie di Pseudomonas con diversi tipi di oli e sostanze nutritive e vedere quali condizioni danno la migliore crescita batterica aliquote. Questo tipo di esperimento dovrebbe essere sempre fatto con cautela, poiché alcuni ceppi di Pseudomonas possono causare malattie nell'uomo.