Бытовая химия
домашняя химическая лаборатория
Можно ли смешать нефть и простую воду, и как сделать радугу в стакане
Вы когда-нибудь слышали выражение «нефть и вода не смешиваются»? Сначала проверить, что выражение, а затем посмотреть на интересные комбинации из нескольких других жидкостей.
Вам потребуются следующие материалы:
• ¼ чашки (60 мл) воды
• ¼ чашки (60 мл) растительного масла
• небольшой стеклянный
• пищевые красители
Первый налить воды в стакан. Добавить несколько капель пищевого красителя и перемешать. Затем добавьте масло. Что вы видите? Какой слой на вершине? Плотно накройте стеклом полиэтиленовой пленкой или рукой (если он достаточно большой). Удерживая стекло над раковиной (в случае, если вы разлива), встряхните стекло так, что две жидкости тщательно перемешивают. Установить стакан и посмотреть, что происходит.
У нефти и воды смесь? слово «растворимость» описывает, как и два вещества смеси. Нефти и воды, как говорят, «смешиваются,» потому что они не смешиваются. Масляного слоя на поверхности воды за счет разницы в плотности двух жидкостей. Плотность вещества есть отношение его массы (веса) к его объему. Масло имеет меньшую плотность, чем вода, и поэтому на вершине.
Следующий эксперимент рассматривает растворимость и плотность нескольких жидкостей. слоистой жидкости вам потребуется следующие материалы: • ¼ чашки (60 мл) темного кукурузного сиропа или меда
• ¼ чашки (60 мл), жидкость для мытья посуды
• ¼ чашки (60 мл) воды • ¼ чашки (60 мл) растительного масла
• ¼ чашки (60 мл) спирта
• высокий 12 унций (350 мл), стекло или прозрачный пластиковый стаканчик
• две чашки для смешивания
• пищевые красители
Возьмите 12 унций стекла.
Осторожно! Не допускайте попадание сиропа на стороне стекла, залить сиропом в середине стекла. Залить сироп достаточно, чтобы заполнить стекло 1/6 часть пути. После добавления сиропа или меда, кончик слегка стекла и залить равным количеством жидкость для мытья посуды медленно вниз стороне стекла. Разве посуды поплавок жидкости в верхней части сиропа или опускаются на дно? Далее смесь несколько капель пищевого красителя с водой в одном из смешивания чашки. Покрасить спиртом разные цвета в другой смешивания чашки. Будьте осторожны, чтобы добавить следующий жидкости очень медленно. Они менее вязкой (например, не толстый) и смешайте легче, чем предыдущий жидкостей. Мы не хотим, чтобы они смешиваются. Совет стекло немного, и проливной медленно вниз сторону стекла, добавьте сначала цвета воды, то растительное масло, и, наконец, цветные алкоголя трения. На листе бумаги, сделайте эскиз из стекла и жидкости, маркировка Положение каждой жидкости в стекло. Почему жидкости остаются отделены? Можете ли вы назвать несколько способов, которые жидкостей в стекло-другому? Попробуйте описать некоторые свойства, которые отличаются в каждой из жидкостей в стекло. Одним из свойств, которое отличается во всех жидкостях цвета. Еще одно свойство, уникальные для каждой жидкости толщиной (вязкости). свойства жидкостей, который отвечает за слоев эффект плотности. Можете ли вы догадаться, что отношения между плотностью жидкости и ее положение в стакане? Еще одно свойство, которое поддерживает отдельных жидкостей является то, что некоторые из них несмешивающихся жидкостей, другими словами, они не смешиваются друг с другом. Как вы оказались в первом эксперименте, нефть и вода не смешиваются жидкости. С другой стороны, вода и спирт смешиваются и смешиваются друг с другом. Вода и жидкость для мытья посуды также смешивать. Размешайте жидкостей в стекло и смотреть, что происходит в слоях.
У Вас слои смешиваются ?
Подождите несколько минут и посмотрите еще раз.
Радуга в бокале
Вам понадобится следующие материалы:
• четыре различных цвета пищевые красители (например, красный, желтый, зеленый, синий)
• пять фужеры или прозрачные пластиковые стаканчики
• ¾ чашка (180 г) сахара-песка
• столовая ложка для измерения
• 1 чашка (240 мл) воды в первый стакан, добавить одну столовую ложку (15 г) сахара.
Во второй стекла, добавить две столовые ложки сахара, три в третью стекло, и четыре в последний стакан. Затем добавьте три столовые ложки (45 мл) воды на каждый стакан и размешайте, пока сахар не растворится. Если сахар в любом из стекла не растворится, добавить еще одну столовую ложку (15 мл) воды на все очки, и снова перемешать. Пока сахар полностью не растворится, добавить две-три капли красного пищевого красителя на первое стекло, желтое на второй, зеленый третьего и синего до последнего стакана. В остальных стекла мы создадим радуги.
Заполните стекло около четверти стакана жидкостью с голубым раствором сахара. Затем, осторожно добавить зеленый раствор в стекло. Для этого положить ложку в стакан, чуть выше уровня синий раствор. Медленно влить зеленый раствор в ложку, поднимая ложку держать его чуть выше уровня жидкости, пока стакан наполовину полон. Добавить желтого раствора, а затем красный таким же образом.
Как вы заметили — количество сахара, растворенного в жидкости влияет на его плотность. Синий решение самых сахар растворяется в ней и, следовательно, плотная. Другие решения менее плотная, чем синий раствор, так что они плавают на вершине. Плотность решения должны быть очень близки тем не менее, и решения, смешиваются, так что вы увидите, что слои не являются четко определенные границы, как и в первом эксперименте. Если все сделано достаточно тщательно, цвета должны оставаться относительно друг от друга.
Как вы думаете, что произойдет, если поднять жидкость в стакане?
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вы должны авторизоваться.
Источник
Littlestprettythings
Sherilyn_Boyd | Главный редактор | E-mail
Изготовленные из разных элементов и с различными структурами, плотностями и даже разнородными полярностями, неудивительно, что нефть и вода не ладят друг с другом. Однако они могут быть вынуждены сотрудничать, и есть несколько примеров этого, которые, вероятно, сейчас находятся в вашей кладовой или холодильнике. Но почему вода и вода обычно не смешиваются?
Вода (H20) является короткой молекулой со слегка положительным зарядом на контуре водорода (H) и слегка отрицательным зарядом на конце кислорода (O) (атом кислорода фактически «крадет» электроны из атомов водорода). Названные полярной молекулой отрицательные полюса на каждой молекуле воды притягиваются к положительным полюсам на других молекулах воды, и в результате они плотно втягиваются вместе с водородными связями.
Фактически, нефть плавает на воде, потому что она менее плотная, причем эти сверхтекучие водородные связи между молекулами воды удерживают их ближе друг к другу, чем связи между молекулами жирной кислоты, которые в основном составляют масло.
Что касается масла, это неполярный химикат. Поскольку атомы в жирных кислотах в масле хорошо разделяют свои электроны, они (обычно) не имеют заряда или, по крайней мере, недостаточно, чтобы сделать всю молекулу полярной. Учитывая их отсутствие положительного или отрицательного заряда, они не привлекаются к полярной молекуле, такой как вода. Учитывая, что масло по существу «отталкивает» воду, оно называется гидрофобным или «боязнь воды», в отличие от гидрофильного или «любящего воду». Таким образом, в конечном итоге все липофильные или «жирные» молекулы масла объединяются вместе, плавающие сверху воды.
Тем не менее, хотя они, как представляется, намерены оставаться в стороне, можно смешивать масло и воду в более или менее стабильном растворе, и есть несколько примеров этого на вашей кухне. Один из наиболее распространенных примеров, когда это происходит, заключается в салатной одежде.
Чтобы получить два основных ингредиента, уксус (по существу, вода с уксусной кислотой) и масло, чтобы сочетать и оставаться таким образом в течение некоторого времени, включает в себя две стадии: разбить масло на крошечные капли, чтобы его можно было равномерно распределить по всей смеси; добавляя медиатор, называемый эмульгатором. Конечный раствор затем известен как эмульсия.
Различные эмульгаторы работают по-разному. Некоторые, такие как лецитин (обнаруженные в яичных желтках), имеют как гидрофобный конец (это масло), так и гидрофильный конец (который нравится воде); таким образом, способный связываться как с нефтью, так и с водой. Поэтому, пока капли масла достаточно малы и тщательно диспергированы (и используется достаточный эмульгатор), комбинация масла и уксуса будет оставаться относительно стабильной смесью или эмульсией.
С другой стороны, эмульгатор, такой как томатная паста, имеет молекулы белка, которые более или менее покрывают масляные капельки и препятствуют их склеиванию, сохраняя их относительно хорошо диспергированными в воде. В то время как он становится там по-другому, когда хорошо смешанный, конечный результат примерно такой же.
Поэтому, когда вы делаете типичную повязку, вы сначала смешиваете эмульгатор (или эмульгаторы) и уксус, а затем медленно добавляете тонкий поток масла, взбивая или смешивая энергично и постоянно. Между тонким потоком и определенным взбиванием масло будет разбито на мелкие капли и рассеяно; и поскольку эмульгатор должен либо покрывать масло, либо связывать его с уксусом, он будет оставаться суспендированным в смеси в течение длительного времени.
Алекс С. спрашивает: почему вода и вода не смешиваются? Изготовленные из разных элементов и с различными структурами, плотностями и даже разнородными полярностями, неудивительно, что нефть и вода не ладят друг с другом. Однако они могут быть вынуждены сотрудничать, и есть несколько примеров этого, которые, вероятно, сейчас находятся в вашей кладовой или холодильнике. Но почему бы не
Источник
Экология природных ресурсов
Нефтяное загрязнение водных ресурсов
Различие свойств нефти и воды обуславливает особенности их нахождения в поверхностных и подземных водах. Нефть и нефтепродукты представляют собой смесь углеводородов с различной растворимостью в воде: для нефтей (в зависимости от химического состава) растворимость составляет 10-50 мг/дм 3 ; для бензинов — 9-505 мг/ дм 3 ; для керосинов — 2-5 мг/ дм 3 ; для дизельного топлива — 8-22 мг/ дм 3 . Растворимость углеводородов увеличивается в ряду:
- ароматические >циклопарафиновые >парафиновые. Растворимая доля нефти в воде от всей ее массы мала (5∙10 -3 %), но при этом необходимо учитывать два обстоятельства:
- в число растворяющихся компонентов нефти попадают наиболее токсичные ее компоненты;
- нефть может образовывать с водой стойкие эмульсии, так что в толщу воды может перейти до 15% всей нефти.
Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую — «нефть в воде» и обратную — «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0.5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества.
При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности в виде тонкой нефтяной пленки, которая перемещается со скоростью примерно в два раза большей, чем скорость течения воды.
При соприкосновении с берегом и прибрежной растительностью нефтяная пленка оседает на них. В процессе распространения по поверхности воды легкие фракции нефти частично испаряются, растворяются, а тяжелые опускаются в толщу воды, оседают на дно, загрязняя донные отложения.
Установить прямую связь между объемом утечки (разлива) и площадью загрязнений поверхности воды, дна водоема, его берегов, а также стойкость загрязнений весьма трудно. Ориентировочную (приближенную) оценку площади загрязнения можно получить, пользуясь данными С.М. Драчева (табл. 6.8).
Классификация нефтяного загрязнения водоемов
Внешний вид нефтяного загрязнения в зависимости от объема разлитой нефти (по С.М. Драчеву)
Последствия нефтяного загрязнения рек и водоемов. Загрязнение воды нефтью затрудняет все виды водопользования.
Влияние нефтяного загрязнения на водоем проявляется в:
- ухудшении физических свойств воды (замутнение, изменение цвета, вкуса, запаха);
- растворении в воде токсических веществ;
- образовании поверхностной пленки нефти и осадка на дне водоема, понижающей содержание в воде кислорода.
Характерный запах и привкус появляются при концентрации нефти и нефтепродуктов в воде 0.5 мг/дм 3 , а нафтеновых кислот 0.01 мг/дм 3 . Значительные изменения химических показателей воды происходят при содержании нефти и нефтепродуктов более 100-500 мг/дм 3 . Пленка нефти на поверхности водоема ухудшает газообмен воды с атмосферой, замедляя скорость аэрации и удаления углекислого газа, образующегося при окислении нефти. При толщине нефтяной пленки 4.1 мм и концентрации нефти в воде 17 мг/дм 3 количество растворенного кислорода за 20-25 сут понижается на 40%.
Загрязнение нефтью и нефтепродуктами рыбохозяйственных водоемов приводит к ухудшению:
- качества рыбы (появление окраски, пятен, запаха, привкуса);
- гибели взрослых рыб, молоди, личинок и икры;
- отклонениям от нормального развития рыбной молоди, личинок и икры;
- сокращению кормовых запасов (бентоса, планктона), мест обитания, нереста и нагула рыб;
- нарушению миграции рыб, молоди, личинок и икры.
Биомасса бентоса и планктона на загрязненных участках реки резко уменьшается. Токсическое воздействие нефти и нефтепродуктов на рыб обусловливается выделяющимися из нефти токсическими веществами. Концентрация нефти в воде 20-30 мг/дм 3 вызывает нарушение условно-рефлекторной деятельности, более высокая — гибель рыб.
Особую опасность представляют нафтеновые кислоты, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах (их концентрация в воде 0.3 мг/ дм 3 смертельна для гидробионтов).
Самоочищение рек и водоемов от нефти и нефтепродуктов. Очищение воды от нефти и нефтепродуктов происходит в результате их естественного распада — химического окисления, испарения легких фракций и биологического разрушения микроорганизмами, обитающими в водной среде.
Все эти процессы характеризуются чрезвычайно малой скоростью, определяемой главным образом температурой воды. Химическое окисление нефти затрудняется высоким содержанием в ней предельных углеводородов. Окисляются и испаряются в основном легкие фракции, а тяжелые трудноокисляемые фракции нефти оседают на дно.
Уменьшение массы нефтяной пленки в первые дни после ее образования происходит преимущественно вследствие испарения нефти. При температуре воды 22-27°С испаряется нефти до 26%, а при температуре воды 2-5°С — до 12%. Дальнейшее уменьшение массы нефтяной пленки происходит за счет биохимического окисления нефти и оседания ее тяжелых фракций на дно водоема.
При низких температурах масса нефтяной пленки со временем практически не уменьшается. В процессе биологического разрушения микроорганизмами нефть и нефтепродукты частично усваиваются ими, а частично окисляются. Известно около 100 видов бактерий, дрожжей и грибков, способных окислять углеводороды. Максимальная активность нефтеокисляющих микроорганизмов наблюдается при температуре воды 15-35°С. С понижением температуры интенсивность окисления резко уменьшается.
Биохимическое окисление нефти сопровождается интенсивным поглощением кислорода воды. В среднем на окисление 1 мг нефти затрачивается от 0.5 до 3.5 мг кислорода. Одним из показателей наличия в воде «органических» загрязнений и интенсивности их биологического окисления является биологическая потребность в кислороде (БПК), численно равная количеству кислорода, поглощаемого микроорганизмами при биологическом окислении органических загрязнений, содержащихся в 1 л воды. Для различных нефтей БПК характеризуется практически одной и той же зависимостью. Следует отметить, что 8-суточное БПК превышает значение, установленное нормативами для незагрязненной воды.
Биохимическое окисление нефти в водоеме сопровождается непрерывной миграцией тяжелых ее фракций с поверхности на дно и обратно.
Нефтяные отложения на дне водоема в анаэробных условиях (при дефиците кислорода) сохраняются длительное время и являются источником вторичного загрязнения водоемов.
Полное окисление нефти в аэробных условиях продолжается не менее 100-150 дней, а в анаэробных — длится еще дольше, что позволяет предполагать возможность загрязнения водоема продолжительное время.
При характеристике и оценке нефтяного загрязнения важное место занимают методы определения углеводородов нефти и нефтепродуктов в водах, которые весьма разнообразны и противоречивы. В настоящее время единой гостированной методики определения содержания нефтепродуктов в природных средах не существует, это связано со сложностью углеводородного состава нефтей и неоднородностью дисперсных систем, образующихся при нефтяных загрязнениях.
Наиболее часто, при определении содержания нефтепродуктов в воде пользуются двумя методами:
- флюориметрическим (прибор «Флюорат — 02»): прибор «Флюорат — 02» измеряет массовые концентрации нефтепродуктов, растворяемых в гексане (согласно МУК 4.1.057-4.1.081-96). Диапазон измеряемых концентраций 0,005-50 мг/дм 3 . Метод неприменим для определения в пробах воды индивидуальных компонентов, входящих в состав нефтепродуктов, парафинов и легкокипящей фракции нефтепродуктов;
- фотометрическим (приборы АН-1 и ИКФ-2А): двухлучевой анализатор (прибор АН-1) измеряет содержание нефтепродуктов в пробах воды и донных отложений в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.5-95 путем экстрагирования их четыреххлористым углеродом;
Концентратомер нефтепродуктов (прибор ИКФ-2а) измеряет содержание нефтепродуктов в пробах воды и донных отложений в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.5-95 путем экстрагирования их четыреххлористым углеродом. Минимальная определяемая концентрация нефтепродуктов — от 0.03 мг/дм 3 .
Нефть и нефтепродукты хорошо растворяются в малополярных органических растворителях. Практически все нефтяные компоненты полностью растворимы в четыреххлористом углероде. Неполярные органические растворители (гексан), растворяют всю углеводородную часть нефти, но не растворяют входящие в ее состав асфальтены и высокомолекулярные смолы. Поэтому двухлучевой анализатор и концентратомер нефтепродуктов позволяют определять общее содержание, как легких, так и тяжелых углеводородов.
Источник
