Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvorfor en dråbe olie hopper i vand/ethanol-gradient og til sidst falder ned i bunden

Opførslen af ​​en dråbe olie i en vand/ethanol-gradient er påvirket af flere faktorer relateret til tæthed og overfladespænding. Her er en forklaring på de observerede fænomener:

1. Initial Bounce :Når en dråbe olie indføres i vand/ethanol-gradienten, oplever den i begyndelsen en hoppende effekt. Dette skyldes, at olien er mindre tæt end både vand og ethanol, så den flyder på overfladen af ​​gradienten. Overfladespændingen af ​​vand- og ethanolblandingen skaber en barriere, der forhindrer olien i straks at synke.

2. Densitetsgradient :Da oliedråben sidder på overfladen, begynder den at interagere med vand- og ethanolmolekylerne. Ethanolmolekylerne diffunderer gradvist ind i oliedråben, hvilket får dens tæthed til at stige. Det tættere oliedråbe bliver mere modtageligt for tyngdekraftens træk.

3. Overfladespændingsgradient :Samtidig varierer overfladespændingen af ​​vand/ethanol-blandingen over gradienten. Overfladespændingen er generelt lavere i områder med en højere ethanolkoncentration. Når oliedråben bevæger sig langs gradienten, støder den på områder med lavere overfladespænding. Denne reducerede overfladespænding svækker barrieren, der forhindrede olien i at synke.

4. Falder til bunden :Til sidst får den kombinerede effekt af stigende tæthed og faldende overfladespænding oliedråbet til at overvinde opdriftskraften. Oliedråben bliver tættere end den omgivende væske og bryder gennem overfladespændingsbarrieren. Som følge heraf falder det til bundkrukken, hvor ethanolkoncentrationen er højest, og væskens densitet er tættest på oliens.

Sammenfattende bestemmes afkastningen af ​​oliedråben og dets eventuelle fald til bundbeholderen af ​​densitetsgradienten og overfladespændingsgradienten i vand/ethanol-blandingen. Dråben flyder i starten på grund af dens lavere tæthed og overfladespændingsbarrieren, men efterhånden som den interagerer med gradienten, øges dens tæthed, mens overfladespændingen falder, hvilket får den til at synke og sætte sig i bunden.

Varme artikler