Что смешивается с водой
Взболтать, но не смешивать
Все знают, что вода с маслом не смешивается.
Кто помнит школьную физику, легко назовёт третью жидкость, не смешивающуюся с этими двумя: ртуть.
Вопрос: а сколько всего известно взаимно нерастворимых жидкостей при условиях, близких к нормальным?
Тогда вопрос №2: а сколько можно найти взаимно несмешиваемых жидкостей, которые не страшно принести домой, чтобы показать демку детям?
Мне удалось собрать пять. Собственно, их сливанием вот в эту пробирку мы в статье и займёмся.
1. Рафинированное растительное масло:
В данном случае из виноградных косточек. Состоит оно главным образом из эфиров линолевой и олеиновой кислот. Слово «кислота» пусть не введёт никого в заблуждение. Обе молекулы — это главным образом длинные углеводородные «хвосты» вида *-(CH2)n-CH3. Они и отвечают за гидрофобность. По какой причине вместо масла вполне годится любой жидкий углеводород (пентан, гексан) или их смесь (бензин, керосин). Однако масло менее огнеопасно и покупается в обычном продуктовом магазине.
2. Подкрашенная голубой краской вода H2O:
3. Силиконовое масло:
Силиконовое масло — это смесь низкомолекулярных полимеров с общей формулой вида (C2H6OSi)n. Добытая на Амазоне разновидность используется как загуститель красок и оказалась вязка, как хороший мёд. Если повторять опыт, стоит поискать более текучие разновидности.
Эта жидкость «устаканилась» между водой и маслом, в соответствии с промежуточным значением своей плотности.
4. Расплавленный галлий Ga:
Галлий плавится при +29.8 C. Поэтому пробирка на время помещена в банку с тёплой водой.
Коллекционные количества галлия легко приобретаются в интернете, хотя бы на Амазоне. Металл этот достаточно безопасен, чтобы брать его в руки, и не образует ядовитых испарений. Однако, соприкасаясь с твёрдыми поверхностями и кожей, сильно пачкает их тёмным слоем оксида галлия. Этот оксид растворим в пищевых кислотах, а растворимые соли галлия могут быть и токсичными. Поэтому после работы всё, что с галлием соприкасалось, надо отмывать от его оксида. Обыкновенная тёплая мыльная вода прекрасно справляется с этой задачей.
5. И последнее вещество — перфтородекалин (perfluorodecalyn) C10F18:
Эта жидкость заметно тяжелее воды, поэтому собралась над галлием. Состоит она исключительно из фтора и углерода:
В Штатах производители продают это вещество только бизнесам, имеющим легитимную потребность в работе с ним. К счастью, незначительные его количества (5-10 грамм) вполне законно приобретаются у частных лиц на eBay.
Ядовитым в строгом смысле этого слова перфтородекалин не является. Его даже добавляют в некоторые виды косметики, а близкородественные ему соединения используют в качестве основного компонента искусственной крови. Однако пары более лёгких его «родственников» вызывают отключку сознания и используются для наркоза, и мне не хотелось проверять, обладает ли конкретно эта жидкость теми же свойствами. Кроме того, в вопросе о воздействии его на глаза найденные статьи демонстрировали странное разногласие. Так что работал я с ним в очках, перчатках, на открытом воздухе, и не подпускал зрителей к пробирке слишком близко. На всякий случай.
6. Конечное состояние
Качественно перемешав все жидкости стеклянной палочкой, я дал им денёк отстояться, и получил в итоге вот такую картину:
Любопытно, что между некоторыми компонентами возникли тонкие слои дополнительных фаз, вероятно, из-за небольшой взаимной растворимости.
Написал конструктор, напиши и деструктор
Что со всей этой смесью потом делать?
Воду и масло спокойно выливаем. Силиконовое масло — в мусор. Конечные продукты его разложения — вода, углекислый газ и песок, хотя процесс этот небыстрый.
Галлий можно собрать пипеткой, слить в спичечный коробок, заморозить и держать дома для будущих опытов. Только не замораживайте его в стеклянной посуде. Этот металл здорово расширяется при застывании и рвёт её в клочья:
Если всё-таки не хочется держать галлий дома, везите его на свалку для тяжёлых металлов и/или токсичных отходов. Или подарите знакомым химикам, пусть найдут ему применение.
Сложнее всего избавиться от перфтородекалина. Вещество это химически настолько стойкое, что разрушить его в домашних условиях до безопасных компонент практически невозможно. Из-за той же стойкости разлагаться в природе оно будет тысячелетиями, путями не вполне понятными, и с неясным пока воздействием на биосферу за всё это время. Так что, по-хорошему, я бы рекомендовал связаться с организациями, перерабатывающими отходы от настоящих химических лабораторий, и сдать перфтородекалин им. Можно через знакомых химиков, что я и сделал.
Спасибо за чтение, хорошего всем дня! Кому надо, вот PDF.
Занимательный опыт с водой и растительным маслом
ВОЛШЕБНАЯ ЖИДКОСТЬ.
Это отличный опыт, который непременно, порадует ваших детей. Умение видеть чудо в обыденных предметах отличает гения от других людей. Формируется творческое начало в раннем детстве, когда малыш пытливо изучает окружающий мир. Научные эксперименты, в том числе опыты с водой, — легкий способ заинтересовать ребенка естественными науками.
Чем хороша вода для опытов:
Вода — это идеальное вещество для знакомства с физическими свойствами предметов.
Преимуществами привычной нам субстанции являются:
— доступность и дешевизна;
— способность пребывать в трех состояниях:
— твердом, парообразном и жидком;
— способность легко растворять различные вещества;
— прозрачность воды обеспечивает наглядность опыта:
— малыш сможет сам объяснить результат исследования;
— безопасность и нетоксичность веществ, необходимых для экспериментов:
— ребенок может потрогать руками все, что его заинтересует;
— не нужно дополнительных инструментов и оборудования, специальных навыков и знаний;
— можно проводить исследования как дома, так и в детском саду.
Цель: совершенствование представления детей о разнообразных свойствах воды, познакомить со свойствами масла,
развивать наблюдательность, способность сравнивать, сопоставлять, делать выводы, развивать любознательность детей, поддерживать проявления самостоятельности в познании окружающего мира.
Всё что необходимо:
— краски смешанные с водой;
ОБЪЯСНЕНИЕ.
1. Вода и растительное масло не смешиваются друг с другом.
2. Вода плотнее и тяжелее, чем масло.
3. Краска, так как смешана с водой, попадая в масло, превращается в шарик.
4. Шарик с краской проходит через масло и, попадает в свою водную среду и смешивается с ней.
Мой помощник — занимательный обруч Уважаемые коллеги, хочу поделиться с вами своим «ноу – хау». Думаю оно будет интересно воспитателям первых младших групп. Всем хорошо известно,как.
Дидактическая игра по ПДД «Занимательный куб» Дидактическая игра по ПДД «Занимательный куб» Для обучения и закрепления ПДД дошкольниками. Цель: познакомить детей с правилами дорожного.
Дидактическая игра «Занимательный круг» из фетра Для работы нам понадобится: 1)фетр разных цветов 2) клей момент кристал 3) ножницы 4) прищепки Цель дидактической игры: Расширение и.
Опыт работы в дистанционном формате «Занимательный детский сад» ДИСТАНЦИОННЫЙ «ЗАНИМАТЕЛЬНЫЙ ДЕТСКИЙ САД» в ГУСЬ-ХРУСТАЛЬНОМ В период самоизоляции педагогам ДОУ в целях обеспечения психолого-педагогической.
Фотоотчёт «Занимательный урок в библиотеке «Сказки в картинках» по творчеству Владимира Сутеева» (старшая группа) ЦЕЛЬ: Знакомство с творчеством писателя и художника – иллюстратора В. Г. Сутеева ЗАДАЧИ: • способствовать развитию памяти, воображения;.
Информационный проект «Занимательный материал для дошкольников по математике (1 часть)» Информационный проект «Занимательный материал для дошкольников по математике» (1 часть) Проект направлен на формирование у детей интереса.
Конспект занятия «Занимательный счет» в подготовительной группе Цель: развитие математических способностей воспитанников, логического мышления. Материалы: наборы цифр, карточки с цифрами от 1 до 20, счетные.
Фоторепортаж «Мое хобби. Рисование маслом, на холсте» Снегирь красногрудый красавец. Зима тихо вошла в засыпающий лес, обняла холодными руками деревья и укрыла их снежной пеленой. И словно.
Радуга в стакане и другие опыты с несмешиваемыми жидкостями
Приходилось ли вам слышать о том, что вода и масло не смешиваются? Сегодня мы сначала проверим, верно ли это утверждение, а потом поэкспериментируем с несколькими другими жидкостями
Приходилось ли вам слышать о том, что вода и масло не смешиваются? Сегодня мы сначала проверим, верно ли это утверждение, а потом поэкспериментируем с несколькими другими жидкостями. У жидкостей есть такие свойства, как смешиваемость с другими жидкостями, вязкость и плотность. Об этих качествах веществ мы сегодня и поговорим. И не только поговорим, но и посмотрим на то, как они проявляются… в самом обычном стакане.
Вода и масло
Вам потребуется: 60 миллилитров воды; 60 миллилитров растительного масла; небольшой прозрачный стакан; пищевые красители. Сначала влейте в стакан воду. Добавьте немного пищевого красителя и перемешайте. Затем медленно влейте масло в тот же стакан. Что вы видите? Какой слой оказался вверху?
Плотно закройте стакан пластиковой крышкой или своей рукой и встряхивайте стакан до тех пор, пока обе жидкости не смешаются. Снова поставьте стакан и посмотрите, что получится. Смешались ли вода и масло? Есть такое понятие, как «смешиваемость». Оно характеризует способность двух субстанций смешиваться. Пару субстанций из масла и воды называют не поддающейся смешению, поскольку они не смешиваются. Масляный слой окажется наверху, вода же будет нижним слоем. Причиной тому является разница в плотности этих двух жидкостей. Плотностью вещества называют отношение ее массы (веса) к ее объему. Плотность масла ниже плотности воды, поэтому масло окажется вверху.
Жидкий многослойный «светофор»
Вам потребуется: 60 миллилитров искусственного или натурального меда; 60 миллилитров жидкости для мытья посуды; 60 миллилитров воды; 60 миллилитров растительного масла; 60 миллилитров денатурата; высокая прозрачная банка; два стакана для смешивания; пищевой краситель. Возьмите банку. Влейте в нее мед, он должен заполнить одну шестую банки. Вливайте в центр горлышка, чтобы мед не размазался по стенке банки. После того как мед добавлен, влейте соответствующее количество жидкого средства для мытья посуды. Останется ли жидкость для мытья посуды сверху, а мед внизу? Будьте осторожны и последующие жидкости вливайте очень медленно, поскольку они менее вязкие, чем мед и средство для мытья посуды и смешиваются проще, чем ранее добавленные жидкости. А нам не нужно их смешивать. Итак, сначала влейте подкрашенную воду, затем растительное масло, а потом подкрашенный денатурат.
На листе бумаги составьте схему, отражающую порядок, в котором жидкости были влиты в банку. Осталась ли каждая жидкость отдельным слоем? Отметьте для себя те свойства, которые отличают жидкости в банке друг от друга. Первым таким свойством является цвет. Вторым отличительным качеством каждой из жидкостей является ее вязкость. Свойством, которое отвечает за положение слоя в банке, является плотность жидкости. Какова зависимость положения жидкости в банке от ее плотности?
Другим качеством является несмешиваемость. Именно она позволяет жидкости оставаться отдельным слоем. Как вы убедились в ходе первого эксперимента, растительное масло и вода не смешиваются. С другой стороны, вода и денатурат смешиваются и образуют единый слой. Вода и средство для мытья посуды тоже смешиваются. Перемешайте попарно жидкости в стакане и посмотрите, что произойдет, образуются ли слои. Какие жидкости смешаются друг с другом, а какие нет. Через несколько минут вновь посмотрите на эффект. Не образовали ли жидкости отдельные слои?
Радуга в стакане
Вам потребуется: четыре пищевых красителя разных цветов (например: красный, желтый, зеленый и синий); пять высоких прозрачных пластиковых стаканов; 180 грамм сахарного песка; столовая ложка (для измерения); 240 миллилитров воды. В первый стакан всыпьте 15 грамм (1 столовую ложку) сахара. Во второй стакан добавьте 2 столовые ложки сахара. Три ложки — в третий стакан и четыре — в четвертый. В каждый стакан добавьте по 45 миллилитров (3 столовые ложки) воды и перемешивайте до растворения сахара. Если сахар в каком-либо из стаканов не растворился, добавьте дополнительно 15 миллилитров (1 столовую ложку) воды в каждый из стаканов. Когда сахар полностью растворен, добавьте в каждый из стаканов по чуть-чуть пищевого красителя. Для каждого из стаканов используйте краситель другого цвета: красный — для первого, желтый — для второго, зеленый — для третьего и синий — для четвертого.
В пятом стакане вы можете создать радугу. Наполните его на четверть синим сахарным сиропом. Затем аккуратно добавьте в стакан зеленый сахарный сироп. Вливайте сироп осторожно, по ложке. Затем добавьте желтый сахарный сироп, а после — красный. Добавляйте так же осторожненько по ложечке, избегая смешивания слоев. Какими словами вы описали бы разноцветную субстанцию в стакане? Количество растворенного в жидкости сахара определяет ее плотность. Синий раствор является самым насыщенным сахаром и, как следствие, самым плотным. Остальные растворы менее плотны, чем синий, следовательно они будут располагаться поверх него. Самый плотный сироп будет располагаться внизу. При этом растворы, несмотря на разницу в плотности, поддаются смешению. Поэтому четких границ между жидкостями, которые мы могли наблюдать в первом эксперименте, не будет. Но если все делать достаточно осторожно, жидкости будут располагаться сравнительно отдельными слоями. Как вы думаете, что произойдет, если перемешать все жидкости в стакане между собой? В ходе научных экспериментов следует соблюдать предосторожность. Компоненты не являются пищевыми. Посуду после завершения серии экспериментов следует тщательно помыть.
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
Смешиваемость и растворимость органических растворителей.
Растворители – это химические вещества, без которых не обходятся ни одни лакокрасочные работы в Москве, Санкт-Петербурге, Дмитрове и даже по всему миру. Поэтому очень важно ориентироваться в основных свойствах этих веществ, особенно в таких как и растворимость и смешиваемость.
Термины смешиваемый и растворимый часто используют таким образом, что это может вызвать смысловую путаницу. Недвусмысленные рабочие определения этих терминов таковы:
Выражения типа «частично смешиваемый» (т. е. имеющий низкую растворимость) или «полностью растворимый» (т. е. смешиваемый) лишь приводят к путанице, и их использования следует избегать.
Для чего нужны диаграммы смешиваемости органических растворителей?
Диаграммы смешиваемости растворителей это удобный справочный материал, но не следует искать в нем больше смысла, чем в нем заключено. Когда пара растворителей обозначена как «несмешиваемые», это означает лишь, что эти два компонента образуют две отдельные фазы при смешивании в некотором соотношении. Это не означает, что компоненты нерастворимы до такой степени, которая полезна (или вредна) для хроматографии.
Например, дихлорметан и вода образуют два слоя при многих соотношениях, следовательно, они не смешиваются друг с другом. Дихлорметан, однако, растворим в воде на уровне 1,6%, а вода — в дихлорметане на уровне 0,2%. Последнее значение (2000 млн-1) не является обычной для кварцевых колонок, используемых в НФ хроматографии, и вызывает дезактивацию поверхности колонок этого типа, приводя к сопутствующей потере удерживания определяемых веществ.
Во многих работах по градиентному элюированию фактором, ограничивающим выбор состава растворителя, обычно является растворимость органического растворителя в воде. С одной стороны, около 65% (17 из 26) приведенных растворителей не смешивается с водой. С другой стороны, около 30% из тех растворителей, которые обозначены как несмешивающиеся с водой, имеют растворимость в воде, достаточно большую для использования в работах во ВЭЖХ: метилэтилкетон — 24%; этилацетат — 9%; 1- бутилацетат — 8%; диэтиловый эфир — 7%; метил-трет-бутиловый эфир — 6%. Использование растворителя, который сам смешивается с несмешиваемой нарой растворителей, часто дает однофазную тройную смесь. Например, дихлорметан не смешивается с водой, но добавление изопропанола к смеси приведет, в конечном счете, к однофазной тройной смеси. Это дает хроматографисту дополнительную степень свободы при выборе подвижной фазы.
Влияние температуры на растворимость.
Растворимость сильно зависит от температуры, поэтому следует предпринять меры, когда работа ведется со смесью растворителей, близкой по составу к насыщению. Это особенно критично, когда процесс смешивания растворителей заметно экзотермичен (например, смесь метанол/вода) или эндотермичен (например, смесь ацетонитрил/вода) и конечный объем получают разведением по объему.
Например, если процесс смешивания экзотермичен, смесь растворителей сначала может быть смешиваемой из-за увеличения ее температуры. Однако, при охлаждении до комнатной температуры раствор может расслоиться на две фазы. Такого варианта можно избежать и получить более точный состав растворителя, если отдельно отмерить точные объемы каждого из компонентов подвижной фазы (количества должны быть ниже предельной растворимости), добавить их друг к другу, дать установиться равновесию и использовать полученный раствор.
Ученые рассказали, как можно смешать воду и масло
Ученые определили механизм, благодаря которому масло и вода смешиваются между собой. Это исследование можно расширить и на другие связи химических соединений.
Читайте «Хайтек» в
Ученые отметили, что вода может смешиваться с маслом только в исключительных случаях — например, когда она диспергируется в жидкости в виде маленьких капелек. Это странное поведение веществ не изучалось, и у исследователей не было объяснения этому процессу. Теперь группа из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) изучила этот вопрос с помощью новой оптической технологии и обнаружила механизм, благодаря которому они могут смешиваться.
«Молекулы воды имеют настолько сильные взаимодействия друг с другом, что они не любят включать в себя молекулы, которые в них не участвуют», — отметил профессор Сильви Роке, ведущий автор исследования.
К примеру, масло и вода отделяются друг от друга при простом смешивании. Однако при достаточном притоке энергии в виде ультразвука капли масла размером менее микрона смешиваются с водой. Причем при помещении в электрическое поле капли движутся по направлению к положительному электроду. Таким образом, смешивание нейтрального масла и воды приводит к образованию отрицательно заряженных капель масла.
Исследователи определили, что ответ на эту загадку оказался в границе между каплями масла и воды. Молекулы воды предпочитают отдавать и принимать электрические заряды от своих соседей посредством водородной связи. Однако, когда они приближаются к молекулам масла на поверхности капли, они уже не могут найти достаточно соседей воды для связи. Вместо этого молекулы воды отдают несбалансированные электрические заряды молекулам масла на поверхности капли. Это исследование показало, что взаимодействие воды и масла происходит через так называемую неправильную водородную связь.
Чтобы разгадать этот механизм, команда использовала сверхбыструю оптическую технику. На молекулярном уровне граница раздела между каплями масла и воды имеет большое сходство с границами, участвующими в сворачивании белков или формировании биологических мембран.