油と水の分離に関する科学プロジェクト

油と水は混ざらないので自然に分離しますが、実際に水から油を取り除くのは難しい場合があります。 1989年のエクソンバルディーズタンカー流出事故や2010年のBPディープウォーターホライズン事件などの大規模な油流出事故は、この問題の重要性を浮き彫りにしています。 油分離へのさまざまなアプローチを説明する、単純なものから高度なものまで、いくつかの興味深い科学プロジェクトがあります。

油と水でできるプロジェクトの1つは、2つの液体の自然な分離を示すことです。 透明な容器に水を入れ、食品着色料を加えて分離をより明確にします。 油を注ぎます。 それは食用油、モーターオイルまたは他の種類である可能性があります。 油は落下の力で最初は底に落ちるかもしれませんが、すぐに上昇して水の上に横たわります。 容器に蓋をして逆さまにすると、オイルはまだ上に流れます。 この実験は、2つの科学的原理を示しています。 まず第一に、水と油は化学的に非常に異なるため、混合しません。 水は極性があります。つまり、各分子には小さな正電荷と負電荷を持つ部分があります。 オイルは非常に無極性であるため、極性のある液体とうまく混ざりません。 また、油の密度は水よりも低いため、ヘリウム気球が空気中で上昇するように、自然に上昇します。

水と油が入った容器を取り、激しく振ってください。 混合物は曇ってしまい、2つの明らかな層はもう見えなくなります。 あなたはいわゆるエマルジョンを作りました。 エマルジョンは、2つの液体の小さな液滴の形をした油と水の混合物です。 私たちが食べる一般的な食品には、サラダドレッシングのような油と水のエマルジョンがあります。 波状の海に油がこぼれると、エマルジョンが形成され、油の分離が困難になる可能性があります。 エマルジョンを破壊する方法を試すことができます。 エマルジョンをしばらく静置すると、オイルが再び別の層を形成する可能性があります。 混合物に塩を加えることは、プロセスをスピードアップする1つの方法です。 塩は水に溶けて極性が増し、油と混ざりにくくなります。

水から油を分離する別の方法は、油を吸収することです。 ペーパータオルのような私たちが使用するほとんどの吸収性材料は、水を吸収するのに優れていますが、ポリプロピレンで作られたパッドは逆の方法で機能します。 これは、ポリプロピレンが油のように無極性であるため、油層を吸収することを好むためです。 ポリプロピレンパッドは、自動車用品店やその他の販売店で購入できます。 考えられる実験には、どのブランドのパッドが最も効果的か、および設定された量のオイルを吸収するのにかかる時間をテストすることが含まれます。

氷に凍らせると水は密度が低くなり、これにより油と水を分離する別の手法が得られます。 これは大規模では実用的ではありませんが、小規模で使用して、温度によって密度がどのように変化するかを示すことができます。 プラスチック製のボウルのような凹型の容器に水と油を入れます。 オイルが上に上がります。 容器を冷凍庫に数時間入れてから取り出します。 これで、コンテナの下部、凍結した水のスラブの下にオイルがあり、これを除去して2つを分離することができます。

不思議なことに、油流出を食べるバクテリアがいます。 科学者が実験したそのような細菌の1つはシュードモナスです。 シュードモナスのコロニーを さまざまな種類の油と栄養素、そしてどの条件が最良の細菌増殖をもたらすかを確認する 料金。 シュードモナスのいくつかの菌株は人間に病気を引き起こす可能性があるため、このタイプの実験は常に注意して行う必要があります。