Projetos científicos sobre separação de óleo e água

Embora o óleo e a água não se misturem e, portanto, se separem naturalmente, pode ser difícil remover o óleo da água. Grandes derramamentos de óleo, como o vazamento do petroleiro Exxon Valdez em 1989 e o incidente da BP Deepwater Horizon em 2010, destacam a importância dessa questão. Existem vários projetos científicos interessantes, que vão do simples ao avançado, que ilustram diferentes abordagens para a separação de óleo.

Um projeto que você pode fazer com óleo e água é mostrar a separação natural dos dois líquidos. Coloque um pouco de água em um recipiente transparente e adicione corante alimentar para tornar a separação mais óbvia. Despeje um pouco de óleo; pode ser óleo de cozinha, óleo de motor ou algum outro tipo. O óleo pode inicialmente cair para o fundo devido à força da queda, mas vai subir rapidamente para ficar no topo da água. Se você tampar o recipiente e virá-lo de cabeça para baixo, o óleo ainda vai chegar ao topo. Este experimento mostra dois princípios científicos. Em primeiro lugar, a água e o óleo não se misturam porque são quimicamente muito diferentes. A água é polar, o que significa que cada molécula tem partes com pequenas cargas elétricas positivas e negativas. O petróleo é muito apolar, por isso não se mistura bem com líquidos polares. Da mesma forma, a densidade do óleo é menor do que a da água, então ele sobe naturalmente, assim como um balão de hélio sobe no ar.

Pegue o recipiente com água e óleo e agite-o vigorosamente. A mistura ficará turva e você não verá mais duas camadas óbvias. Você fez o que é chamado de emulsão. Uma emulsão é uma mistura de óleo e água na forma de minúsculas gotículas dos dois líquidos. Alguns alimentos comuns que comemos são emulsões de óleo e água, como molho para salada. Um derramamento de óleo em um oceano ondulado pode formar uma emulsão, dificultando a separação do óleo. Você pode experimentar maneiras de quebrar a emulsão. Deixe sua emulsão descansar por um tempo e o óleo pode formar novamente uma camada separada. Adicionar sal à mistura é uma forma de acelerar o processo; o sal se dissolve na água e a torna ainda mais polar e menos provável de se misturar com o óleo.

Outra maneira de separar o óleo da água é absorvendo o óleo. A maioria dos materiais absorventes que usamos, como toalhas de papel, são melhores para absorver água, mas as almofadas de polipropileno funcionam ao contrário. Isso ocorre porque o polipropileno é apolar como o óleo e, portanto, prefere absorver a camada de óleo. As almofadas de polipropileno podem ser compradas em lojas de artigos automotivos e outros pontos de venda. Os possíveis experimentos podem incluir o teste de qual marca de absorvente funciona melhor e quanto tempo leva para absorver uma determinada quantidade de óleo.

A água se tornará menos densa quando congelada em gelo e isso nos dá outra técnica para separar óleo e água. Embora isso não seja prático em grande escala, você pode usá-lo em pequena escala para ilustrar como as densidades mudam com a temperatura. Coloque um pouco de água e óleo em um recipiente côncavo, como uma tigela de plástico. O óleo vai subir até o topo. Coloque o recipiente no freezer por algumas horas e retire-o. O recipiente terá agora o óleo no fundo, por baixo de uma placa de água congelada que deverá conseguir retirar, separando assim os dois.

Estranhamente, existem bactérias que comem derramamentos de óleo. Uma dessas bactérias que os cientistas experimentaram é a Pseudomonas. Um experimento desafiador, mas fascinante, pode ser realizado misturando colônias de Pseudomonas com diferentes tipos de óleos e nutrientes e ver quais condições proporcionam o melhor crescimento bacteriano cotações. Este tipo de experimento deve sempre ser feito com cautela, pois algumas cepas de Pseudomonas podem causar doenças em humanos.