Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Videnskabsprojekter om separering af olie og vand

Selvom olie og vand ikke blandes, og det vil naturligvis adskilles, kan det være svært at rent faktisk fjerne olien fra vandet. Store olieudslip, som f.eks. Exxon Valdez-tankskibet i 1989 og BP Deepwater Horizon-hændelsen i 2010, fremhæver betydningen af ​​dette problem. Der er flere interessante videnskabelige projekter, lige fra simple til avancerede, som illustrerer forskellige tilgange til olieseparation.

Naturlig adskillelse

Et projekt, du kan gøre med olie og vand, er at vise den naturlige adskillelse af de to væsker. Læg noget vand i en klar beholder og tilføj madfarve for at gøre adskillelsen mere åbenbar. Hæld i nogle olie; Det kan være tilberedning af olie, motorolie eller en anden slags. Olien kan i første omgang falde til bunden på grund af faldet, men det vil hurtigt stige til at ligge oven på vandet. Hvis du lægger beholderen og drejer den på hovedet, vil olien stadig komme op til toppen. Dette eksperiment viser to videnskabelige principper. Først og fremmest blander vand og olie ikke sammen, fordi de er meget forskellige kemisk. Vandet er polært, hvilket betyder, at hvert molekyle har dele med små positive og negative elektriske ladninger. Olie er meget nonpolar, hvorfor den ikke blander godt med polære væsker. Ligeledes er oliedensiteten lavere end vand, så det stiger naturligt op, ligesom en heliumballon stiger i luften.

Adskillelse af en emulsion

Tag beholderen med vand og olie og ryst det kraftigt. Blandingen bliver overskyet, og du vil ikke se to indlysende lag længere. Du har lavet det, der kaldes en emulsion. En emulsion er en blanding af olie og vand i form af små dråber af de to væsker. Nogle almindelige fødevarer, vi spiser, er emulsioner af olie og vand, som salatdressing. Et olieudslip i et bølget hav kunne danne en emulsion, hvilket gør olien vanskelig at adskille. Du kan eksperimentere med måder at bryde emulsionen på. Lad din emulsion sidde uforstyrret i et stykke tid, og olien kan igen danne et særskilt lag. Tilsætning af salt til blandingen er en måde at fremskynde processen på; saltet opløses i vandet og gør det endnu mere polært og mindre sandsynligt at blande med olien.

Absorbans

En anden måde at adskille olie fra vand er at opsuge olien. De fleste absorberende materialer, vi bruger, som papirhåndklæder, er bedre til at opsuge vand, men pads lavet af polypropylen fungerer på den modsatte måde. Dette skyldes, at polypropylen er nonpolar som olien og så foretrækker at absorbere olielaget. Polypropylenpuder kan købes hos autoforhandlere og andre afsætningsmuligheder. Mulige forsøg kan omfatte at teste hvilket mærke af pads der virker bedst, og hvor lang tid det tager at absorbere en bestemt mængde olie.

Temperatur

Vand bliver mindre tæt, når det bliver frosset i is, og det giver os En anden teknik til at adskille olie og vand. Selv om dette ikke ville være praktisk i stor skala, kan du bruge det i lille skala til at illustrere, hvordan tætheder ændres med temperatur. Anbring noget vand og olie i en konkav beholder, som en plastskål. Olien stiger til toppen. Sæt beholderen i fryseren i et par timer og tag den ud. Beholderen vil nu have olien på bunden under en flad frosne vand, som du skal kunne fjerne, og dermed adskille de to.

Bioremediering

Rart er der bakterier, der vil spis olieudslip. En sådan bakterie, som forskere har eksperimenteret med, er Pseudomonas. Et udfordrende, men fascinerende eksperiment kan udføres ved at blande kolonier af Pseudomonas med forskellige typer af olier og næringsstoffer og se hvilke betingelser der giver de bedste bakterievækst. Denne type forsøg skal altid udføres med forsigtighed, men da nogle stammer af Pseudomonas kan forårsage sygdom hos mennesker.