Chociaż olej i woda nie mieszają się, a więc naturalnie się rozdzielają, faktyczne usunięcie oleju z wody może być trudne. Duże wycieki ropy naftowej, takie jak wyciek tankowca Exxon Valdez w 1989 roku i incydent z BP Deepwater Horizon w 2010 roku, podkreślają wagę tego problemu. Istnieje kilka interesujących projektów naukowych, od prostych do zaawansowanych, które ilustrują różne podejścia do separacji ropy.
Naturalna separacja
Jednym z projektów, który możesz zrobić z olejem i wodą, jest pokazanie naturalnego oddzielenia tych dwóch płynów. Wlej trochę wody do przezroczystego pojemnika i dodaj barwnik spożywczy, aby rozdzielenie było bardziej widoczne. Wlej trochę oleju; może to być olej spożywczy, olej silnikowy lub inny rodzaj. Olej może początkowo opaść na dno z powodu siły opadania, ale szybko podniesie się, aby leżeć na powierzchni wody. Jeśli zamkniesz pojemnik i obrócisz go do góry nogami, olej nadal będzie płynął na górę. Ten eksperyment pokazuje dwie zasady naukowe. Przede wszystkim woda i olej nie mieszają się, ponieważ są bardzo różne chemicznie. Woda jest polarna, co oznacza, że każda cząsteczka ma części z małymi dodatnimi i ujemnymi ładunkami elektrycznymi. Olej jest bardzo niepolarny, dlatego nie miesza się dobrze z cieczami polarnymi. Ponadto gęstość oleju jest mniejsza niż wody, więc naturalnie unosi się w górę, tak jak balon z helem unosi się w powietrzu.
Oddzielanie emulsji
Weź pojemnik z wodą i olejem i energicznie nim potrząśnij. Mieszanina stanie się mętna i nie zobaczysz już dwóch wyraźnych warstw. Stworzyłeś coś, co nazywa się emulsją. Emulsja to mieszanina oleju i wody w postaci maleńkich kropelek dwóch cieczy. Niektóre popularne pokarmy, które spożywamy, to emulsje oleju i wody, takie jak sos sałatkowy. Wyciek oleju w falującym oceanie może utworzyć emulsję, utrudniając oddzielenie oleju. Możesz eksperymentować ze sposobami rozbicia emulsji. Pozostaw emulsję na chwilę w spokoju, a olej może ponownie utworzyć osobną warstwę. Dodanie soli do mieszaniny jest jednym ze sposobów na przyspieszenie procesu; sól rozpuszcza się w wodzie i sprawia, że jest jeszcze bardziej polarna i mniej podatna na zmieszanie z olejem.
Absorbancja
Innym sposobem na oddzielenie oleju od wody jest wchłonięcie oleju. Większość używanych przez nas materiałów chłonnych, takich jak ręczniki papierowe, lepiej chłonie wodę, ale podkładki z polipropylenu działają w odwrotny sposób. Dzieje się tak dlatego, że polipropylen jest niepolarny jak olej i dlatego woli pochłaniać warstwę oleju. Podkładki polipropylenowe można kupić w sklepach samochodowych i innych punktach sprzedaży. Możliwe eksperymenty mogą obejmować sprawdzenie, która marka podpasek działa najlepiej i ile czasu zajmuje wchłonięcie określonej ilości oleju.
Temperatura
Woda stanie się mniej gęsta, gdy zostanie zamrożona w lodzie, co daje nam kolejną technikę oddzielania oleju i wody. Chociaż nie byłoby to praktyczne na dużą skalę, możesz użyć go na małą skalę, aby zilustrować, jak gęstość zmienia się wraz z temperaturą. Umieść trochę wody i oleju we wklęsłym pojemniku, takim jak plastikowa miska. Olej podniesie się do góry. Wstaw pojemnik na kilka godzin do zamrażarki, a następnie wyjmij. Pojemnik będzie teraz miał olej na dnie, pod płytą zamarzniętej wody, którą powinieneś być w stanie usunąć, oddzielając w ten sposób dwa.
Bioremediacja
O dziwo, istnieją bakterie, które zjadają wycieki ropy. Jedną z takich bakterii, z którą eksperymentowali naukowcy, jest Pseudomonas. Trudny, ale fascynujący eksperyment można przeprowadzić, mieszając kolonie Pseudomonas z różne rodzaje olejków i odżywek oraz sprawdzanie, w jakich warunkach rozwija się najlepiej bakteria stawki. Ten rodzaj eksperymentu należy zawsze przeprowadzać ostrożnie, ponieważ niektóre szczepy Pseudomonas mogą powodować choroby u ludzi.