Wetenschapsprojecten over het scheiden van olie en water

Hoewel olie en water niet mengen en dus van nature uit elkaar gaan, kan het moeilijk zijn om de olie daadwerkelijk uit het water te verwijderen. Grote olielekkages, zoals de tankerramp met Exxon Valdez in 1989 en het incident met BP Deepwater Horizon in 2010, benadrukken het belang van deze kwestie. Er zijn verschillende interessante wetenschappelijke projecten, variërend van eenvoudig tot geavanceerd, die verschillende benaderingen van oliescheiding illustreren.

Een project dat u met olie en water kunt doen, is om de natuurlijke scheiding van de twee vloeistoffen te laten zien. Doe wat water in een doorzichtige bak en voeg kleurstof toe om de scheiding duidelijker te maken. Giet wat olie in; het kan bakolie, motorolie of een andere soort zijn. De olie kan in eerste instantie naar de bodem zakken door de valkracht, maar zal snel stijgen om op het water te liggen. Als u de container afsluit en ondersteboven houdt, zal de olie nog steeds naar boven komen. Dit experiment toont twee wetenschappelijke principes. Allereerst mengen het water en de olie niet omdat ze chemisch heel verschillend zijn. Het water is polair, wat betekent dat elk molecuul delen heeft met kleine positieve en negatieve elektrische ladingen. Olie is erg apolair en daarom mengt het niet goed met polaire vloeistoffen. Ook is de dichtheid van olie lager dan die van water, dus het stijgt van nature op, net zoals een heliumballon in de lucht stijgt.

Neem de container met water en olie en schud krachtig. Het mengsel wordt troebel en je ziet geen twee voor de hand liggende lagen meer. Je hebt een zogenaamde emulsie gemaakt. Een emulsie is een mengsel van olie en water in de vorm van kleine druppeltjes van de twee vloeistoffen. Enkele veel voorkomende voedingsmiddelen die we eten zijn emulsies van olie en water, zoals saladedressing. Een olievlek in een golvende oceaan kan een emulsie vormen, waardoor de olie moeilijk te scheiden is. U kunt experimenteren met manieren om de emulsie te breken. Laat je emulsie een tijdje ongestoord zitten en de olie kan weer een aparte laag vormen. Het toevoegen van zout aan het mengsel is een manier om het proces te versnellen; het zout lost op in het water en maakt het nog polairder en minder snel vermengd met de olie.

Een andere manier om olie van water te scheiden, is door de olie op te nemen. De meeste absorberende materialen die we gebruiken, zoals papieren handdoeken, zijn beter in het opnemen van water, maar kussens gemaakt van polypropyleen werken de tegenovergestelde manier. Dit komt omdat polypropyleen niet-polair is zoals de olie en daarom de olielaag bij voorkeur absorbeert. Polypropyleen pads kunnen worden gekocht bij auto-winkels en andere verkooppunten. Mogelijke experimenten zijn het testen welk merk pads het beste werkt en hoe lang het duurt om een ​​bepaalde hoeveelheid olie op te nemen.

Water wordt minder dicht als het in ijs wordt bevroren en dit geeft ons een andere techniek om olie en water te scheiden. Hoewel dit op grote schaal niet praktisch zou zijn, kun je het op kleine schaal gebruiken om te illustreren hoe dichtheden veranderen met de temperatuur. Doe wat water en olie in een holle bak, zoals een plastic kom. De olie zal naar boven komen. Zet de container een paar uur in de vriezer en haal hem er dan uit. De container heeft nu de olie op de bodem, onder een plak bevroren water die je zou moeten kunnen verwijderen, waardoor de twee worden gescheiden.

Vreemd genoeg zijn er bacteriën die olievlekken opeten. Een van die bacteriën waarmee wetenschappers hebben geëxperimenteerd, is Pseudomonas. Een uitdagend maar fascinerend experiment kan worden uitgevoerd door kolonies Pseudomonas te mengen met verschillende soorten oliën en voedingsstoffen en kijken welke omstandigheden de beste bacteriegroei geven tarieven. Dit soort experimenten moet echter altijd met de nodige voorzichtigheid worden gedaan, aangezien sommige stammen van Pseudomonas ziekten bij mensen kunnen veroorzaken.