если смешать масло и воду что будет на поверхности

Масло и вода все-таки смешиваются

О том, что вода и масло не смешиваются, знает каждый школьник. Необходима встряска, чтобы преодолеть силы, удерживающие масло вместе. Теперь, возможно, придется переписать учебники. Если сначала удалить всякие газы, растворенные в воде, то масло будет смешиваться с водой без посторонней помощи, утверждает химик Рик Пэшли из Австралийского Национального университета в Канберре.

Пэшли изучал, как ведут себя капли маслоподобных гидрофобных веществ при разрывании на части, особое внимание обращая на микроскопические полости, появляющиеся на их поверхности. Вода, которая контактировала с воздухом, содержит некоторое количество растворенного газа, и Пэшли предположил, что полости как раз и содержат пузырьки газа, которые «отнимаются» у воды, возможно, все той же гидрофобной силой дальнего действия. Чтобы проверить это предположение, Пэшли удалил из смеси воды и масла весь газ, многократно подвергнув ее замораживанию и оттаиванию с одновременным выкачиванием испаряющегося газа. Полученный результат превзошел все ожидания. «Моему взору предстала спонтанно образовавшаяся эмульсия», рассказал исследователь. Это позволяет считать, что растворенный в воде газ оказывается сопричастен действию гидрофобной силы.

Еще более интересно, что эмульсия не разлагалась, даже если в воду после ее образования вновь закачивался газ. Пэшли предположил, что газ может взаимодействовать с гидрофобной силой наиболее эффективно, только когда капли масла находятся очень близко друг к другу, как бывает в начале процесса образования эмульсии. Когда же смесь уже создана, гидроксильные группы воды, возможно, прикрепляются к поверхности капель масла, делая их одинаково заряженными и мешая им сблизиться друг с другом. Создание подобных эмульсий может иметь большое значение для медицины и химической промышленности.

Источник

Х и м и я

Коллоидная химия

Взаимодействие «воды» и «масла».

Бытовые примеры

Силы межатомного притяжения. Ковалентная связь.

Полярные и неполярные ковалентные связи.

Неполярные ковалентные связи

Полярные ковалентные связи.

Молекулы дифильных веществ

Межмолекулярные силы. Силы Вандер Ваальса.

Дисперсионные силы. Масла – неполярные растворители.

Расслоение воды и масла.

Гидрофобность и гидрофильность.

Дифильность.

Поверхностно-активные вещества.

Взаимодействие жидкости и твёрдых поверхностей. Смачивание.

Бытовые примеры

В обычной бытовой жизни каждый из нас мог быть свидетелем некоторой «антипатии» между водой и маслянистыми жидкостями.

Например, каждый знает, как трудно отмыть жирные руки водой. Без использования мыла это сделать почти невозможно.

Известный факт: если в одной ёмкости смешать воду и масло, то через некоторое время произойдёт их расслоение. Вода, как более тяжёлая жидкость, соберётся в нижней части сосуда, а над ней появится плёнка масла.

Покрытые жиром перья птиц так хорошо отталкивают воду, что даже если птица полностью погрузиться в неё, то вынырнув, ей достаточно будет встряхнуться, чтобы вновь оказаться сухой.

Капли росы на листьях растений – ещё один пример взаимного отталкивания воды и жирной поверхности.

Листья растений покрыты тонкой плёнкой выделяемого ими воска. А воск – жироподобное вещество. Также как и масло, воск не смачивается водой.

А растворяемые вещества делят на:

Таким образом, мы имеем дело с системным отличием в свойствах двух больших классов соединений, как растворителей, так и растворимых веществ.

Разберёмся, с чем объясняются эти отличия.

Силы межатомного притяжения. Ковалентная связь.

Забегая вперёд, сразу скажем, что причина антипатии воды и масла кроется в принципиально разных силах, действующих между образующими их молекулами.

Но прежде, чем рассматривать межмолекулярные силы, необходимо рассмотреть силы межатомного притяжения. Именно они приводят к возникновению молекул и ответственны за различия межмолекулярных сил.

Сделаем это на примере водорода.

Водород – простейший атом. Он состоит из ядра (протона) и одного электрона, совершающего вращательное движение вокруг ядра.

Как известно, устойчивая молекула может возникнуть только при условии, что её потенциальная энергия меньше, чем суммарная потенциальная энергия образующих её атомов.

Английскому физику Ф. Лондону и работавшему в Англии немецкому физику В. Гейтлеру удалось получить уравнение, позволяющее найти зависимость потенциальной энергии Е системы, состоящей из двух атомов водорода, от растояния r между ядрами этих атомов. (Позднее их расчёты были подтверждены экспериментально.)

При этом оказалось, что результаты расчёта зависят от того, одинаковы или противоположны по знаку спины взаимодействующих электронов.

При совпадающем направлении спинов сближение атомов приводит к непрерывному возрастанию энергии системы. В этом случае для сближения атомов требуется затрата энергии, так что такой процесс оказывается энергетически не выгодным и химическая связь между атомами не возникает.

При противоположно направленных спинах сближение атомов до некоторого расстояния r₀ сопровождается уменьшением энергии системы. При r = r₀ обладает наименьшей потенциальной энергией, т.е. находится в наиболее устойчивом состоянии. Дальнейшее сближение атомов вновь приводит к увеличению энергии.

Говоря другими словами, если попытаться сблизить атомы водорода на растояние, меньшее, чем r₀, то между ними возникнет сила отталкивания, а если увеличивать расстояние между ними r > r₀, то возникнет сила притяжения, пытающаяся вернуть систему в состояние r = r₀.

Но это и означает, что в случае противоположно направленных спинов атомных электронов образуется молекула Н₂ – устойчивая система из двух атомов водорода, находящихся на определённом расстоянии друг от друга.

Образование химической связи между атомами водорода является результатом взаимопроникновения («перекрывания») электронных облаков, происходящего при сближении взаимодействующих атомов.

Вследствии такого взаимопроникновения плотность отрицательного электрического заряда в межъядерном пространстве возрастает. Положительно заряженные ядра атомов притягиваются к области перекрывания электронных облаков, что приводит к образованию устойчивой молекулы.

Химическая связь в молекуле водорода осуществляется путём образования пары электронов с противоположно направленными спинами, принадлежащей обоим атомам.

Такая двухэлектронная двухцентровая связь называется ковалентной.

Полярные и неполярные ковалентные связи.

Неполярная ковалентная связь

В случае большинства химических веществ, связь между атомами внутри молекул обеспечивается именно ковалентными связями. Но характер этой связи может отличаться.

Если двухатомная молекула состоит из атомов одного элемента, как, например, молекулы Н₂, N₂, Cl₂, и т.д., то каждое электронное облако, образованное общей парой электронов и осуществляющее ковалентную связь, распределяется в пространстве симметрично относительно ядер обоих атомов.

В подобном случае ковалентная связь называется неполярной.

Полярная ковалентная связь

Если же молекула состоит из атомов различных элементов, то общее электронное облако смещено в сторону одного из атомов, так что возникает ассиметрия в распределении заряда.

В таких случаях ковалентная связь назывется полярной.

Электроотрицательность химических элементов

Для оценки способности атома данного элемента оттягивать к себе общую электронную пару пользуются величиной относительной электроотрицательности.

Чем большее количество протонов содержит ядро атома элемента и чем меньше его радиус, тем выше будет его электротрицательность.

Понятно, что чем больше расстояние между ядром атома и его внешним электронным уровнем, тем меньше будет сила притяжения между ними и меньше будет поляризующий эффект.

Причём, если рассмотреть последовательность расположения элементов в периодической системе, то выяснится, что большее влияние на величину электроотрицательности будет оказывать, как раз увеличение радиуса элемента, а не массивность его ядра.

Наиболее электроотрицательные атомы окажутся в верхнем правом углу таблицы Менделеева, а наименее электроотрицательные – в нижнем левом углу.

В направлении, заданном этой диагональю (от Фтора F к Францию Fr) электроотрицательность элементов будет закономерно убывать.

Вот значения относительной элетроотрицательности некоторых элементов:

Относительная электроотрицательность атомов

Источник

Почему масло не смешивается с водой

Наши спонсоры

Этот простой опыт можно провести прямо у себя на кухне. Он замечательно демонстрирует поведение так называемых «несмешивающихся жидкостей», заключенных в одном объёме.

Описание опыта

В один стакан мы налили обычную подкрашенную воду, в другой — подсолнечное масло. Используя пластиковую карту, мы установили один стакан поверх другого. При этом верхний стакан (с водой), мы перевернули. Таким образом у нас получилась система: снизу — масло, сверху — вода, а между ними — пластиковая карточка, которая «разделила» эти жидкости. Но что будет, если мы уберём пластиковую карточку? Может жидкости останутся на своих местах? А может начнут смешиваться?

Убираем карточку. Жидкости начали меняться местами: вода стала заполнять нижний стакан, а масло устремилось вверх, на место воды! Вот таким эффектным образом жидкости поменялись местами. При этом, наши жидкости не смешались, т.е. осталась видна чёткая граница, разделяющая масло и воду.

Почему это происходит?

Здесь замешаны целых 2 фактора. во-первых, плотность жидкостей. Как известно — менее плотные тела стараются подняться вверх относительно более плотных. Пример: менее плотный горячий воздух всегда поднимается вверх, относительно холодного. Менее плотный пенопласт плавает на поверхности более плотной воды и т.д. В нашем случае, масло имеет меньшую, нежели вода, плотность и стремиться занять верхнее положение. Как бы мы не поворачивали нашу систему из 2-х стаканов, масло всегда будет наверху.

Второй фактор — полярность молекул воды и масла. Молекула воды состоит из полярных молекул. Т.е. такая молекула имеет с одной стороны — положительный заряд, с другой — отрицательный. Как известно, противоположные заряды — притягиваются, а значит и молекулы воды отлично притягиваются друг к другу. Молекулы масла — неполярные, они покрыты «оболочкой» лишь отрицательных зарядов, и такая молекула наотрез отказывается притягиваться в полярной молекуле воды. Именно поэтому вода и масло — не смешиваются.

В жизни, мы достаточно часто сталкиваемся с явлением несмешивающихся жидкостей. Например, кода пытаемся вымыть жирные руки обычной водой без мыла.

Вода и масло не смешиваются из-за их молекулярных свойств. С одной стороны, вода имеет небольшой положительный заряд и притягивается к атомам и молекулам с отрицательным зарядом. Масло является электрически нейтральным веществом и не имеет сродства к воде. Молекулы воды также имеют высокое поверхностное натяжение и сильно притягиваются друг к другу. Для смешивания воды и масла необходим поверхностно-активный посредник.

Так как вода и масло являются несмешивающимися, вода сама по себе не может очистить жирные поверхности. Моющие средства, которые состоят из поверхностно-активных веществ, выполняют две функции, которые помогают смешивать воду и масло. Поскольку вода является полярной молекулой, на ее атомах водорода имеется чистый положительный заряд и чистый отрицательный заряд на его атомах кислорода. Поэтому положительная сторона поверхностно-активного вещества отталкивается водой, а отрицательная сторона притягивается к воде.

Молекула поверхностно-активного вещества более либеральная, чем молекула воды, и уменьшает ее поверхностное натяжение при одновременном слиянии масла и воды. Конец молекулы поверхностно-активного вещества, который притягивает воду, присоединяется к молекуле воды, тогда как конец, который отталкивает воду, присоединяется к молекуле масла.

Полученная смесь представляет собой эмульсию, в которой крошечные капли масла суспендируют в смеси вода-моющее средство, где их можно смыть.

Ответ

Проверено экспертом

Плотносто масла меньше плотности воды

Ответ

Первая причина, по которой вода и масло никогда не смешаются – это то, что они имеют разное количество молекул, т.е. плотность этих веществ разная. Молекулы воды упакованы очень плотно, их много. В одном стакане воды больше молекул, чем всех известных звезд на небе. В масле молекул меньше, они упакованы не так плотно. Это означает, что если мы возьмем одинаковое количество воды и масла, то в воде молекул будет больше, а в масле меньше. Именно из-за разной плотности вода осядет вниз, а масло поднимется наверх.

Вторая причина, по которой эти жидкости не смешиваются – это полярность. Помнишь про грозовые тучи, в которых есть положительные и отрицательные заряды? Точно так же и здесь. Вода состоит из полярных молекул, т.е. каждая ее молекула с одной стороны имеет положительный заряд, а с другой стороны – отрицательный. Раз противоположности притягиваются, то и молекулы воды притягиваются друг к другу. Молекулы масла, напротив, неполярные, и покрыты оболочкой только из отрицательных зарядов. Так как полярные молекулы растворяются только в полярных растворителях, а неполярные молекулы – в неполярных, то вода и масло никак не могут смешаться. Их молекулы просто отталкиваются друг от друга.

Источник

Почему масло не тонет в воде

Большинство опытов, проводимых с использованием воды, основаны на сравнении плотности веществ и их взаимодействии. В частности, если мы говорим о маслах, следует учитывать тот факт, что в одном и том же объеме маслянистой жидкости и воды содержится разная масса. Так, плотность воды практически всегда больше, чем у масла, именно поэтому эти две жидкости не смешиваются и не растворяются друг с другом: вода тяжелее масел, поэтому стремится ко дну.

На бытовом уровне этот эксперимент можно наблюдать в процессе приготовлении пищи. В кулинарии, как известно, используются и растительные, и животные жиры, которые всегда всплывают на поверхность воды, таким же образом всплывает, например, и нефть, пролившаяся из танкеров.

Площадь масляного пятна определяется количеством масла, поскольку каждая молекула стремится вырваться на поверхность воды и занять свое место, вплотную прилегая к другим масляным молекулам. При попытке смешать эти две жидкости в любых пропорциях можно обнаружить, что более легкие молекулы масла собираются в капельки, но когда смесь находится в состоянии покоя – все равно всплывают на поверхность воды.

В некоторых случаях возникает необходимость смешать воду и маслянистую жидкость, но это возможно только благодаря специальному оборудованию и добавлению других химических веществ. Самым наглядным примером может служить связывание воды и жиров в процессе мытья посуды моющим средством. Благодаря ПАВ (поверхностно-активным веществам), содержащимся в нем, меняется поверхностное натяжение воды в меньшую сторону, таким образом, молекулы Н2О связываются с молекулами масла в однородную смесь и с легкостью смываются чистой водой с поверхности посуды.

Источник

Если смешать масло и воду что будет на поверхности

Войти

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

Опыты с водой. Продолжение

В прошлый раз мы поделились некоторыми очень простыми, но красивыми идеями проведения опытов с водой для детей. В этот раз мы продолжаем эксперементировать с водой, но уже с добавлением масла и глицерина. Давайте вместе посмотрим, что же может получиться

Многие, наверное, демонстрировали детям, как капли подсолнечного масла собираются в капельки на влажной поверхности и как они плавают в блюдечке с водой. Мы постарались сделать нашу подборку идей максимально полной и интересной!

pic

Для этого нам потребуется:

— пластиковая бутылка (или прозрачная ваза или колба, пустая банка тоже подойдет)
— растительное масло
— вода
— пищевой краситель
— таблетки Алка Зельтцер

pic

В самом начале заполняем нашу бутылку (банку или вазу) на 2/3 растительным масло.

Потом доливаем холодную воду, капаем несколько капель пищевого красителя. А теперь самое интересное, чтобы «оживить» нашу лавовувю лампу, мы кидаем четвертинку (лучше всего именно четвертинку) алка зельцера и………

pic

pic

Для второго опыта с маслом нам потребуется:

— прозрачная бутылка (стакан, банка и т.п)
— растительное масло
— цветной лед

Наливаем в банку растительное масло (так, чтобы было удобно усмотреть на процесс, так что половину или 2/3 емкости). А потом в него опускаем несколько кубиков льда. Та дам! По мере того, как лед потихоньку тает, причудливые цветные капли опускаются на дно банки и как бы «повисают».

pic

А можно детям выдать пипетку или шприц и потихоньку капать цветной водой

pic

pic

pic

— бутылка или банка с крышкой
— растительное масло
— пищей краситель
— вода

Для начала мы заполняем нашу емкость на ½ водой и добавляем пищей краситель (если делаем именно море, то синий). А потом до конца заливаем растительное масло.

pic

Очень похоже на морскую волну

И еще один опыт с водой и маслом

Берем высокий стакан (или банку), заполняем его на 2/3 теплой (!) водой.

Затем берем вторую емкость (лучше тарелочку) и наливаем растительное масло (2-4 чайных ложки) и добавляем в него несколько капель пищевого красителя.

и вливаем в нашу емкость с водой.

pic

И созерцаем красоту!

Возьмите стакан с водой и заполните его на 1/3 водой (лучше подкрашенной), затем добавьте растительное масло. Можно хорошенько потярсти. Что получилось? Жидкости не смешались, а расслоились. Это происходит из-за того, что плотность масла ниже плотности воды.

pic

б) вода+масло+моющее средство

pic

Продолжаем эксперимент, начатый в пункте А. В колбу с расслоившимся маслом и водой добавляем немного жидкого мыла или моющего средства. Встряхиваем! Все смешалось. Моющее средство притягивает как воду, так и масло и помогает им соединиться вместе

pic

в) вода+сахарный сироп

Берем высокий стакан или банку и наливаем на 1/3 сахарный сироп (сделать очень просто: в 50 г горячей воды растворить 6-7 чайных ложек сахарного песка. Лучше сразу его подкрасить красителем). Аккуратно, чтобы не смешивать наливаем столько же подкрашенной воды. Обратите внимание, что жидкости полностью не смешались, а только на границе получился довольно плавный переход по цвету.

pic

г) А если смешать сироп, воду и масло, то получится так: сироп, как самая плотная жидкость, осядет на дно, посередине окажется вода, а масло всплывет наверх

pic

Самое удивительное в этом опыте – это то, что порядок добавления жидкостей совершенно не имеет значения! Проверьте сами!

А еще можно попробовать капать «цветным льдом», как мы рассказывали выше.

д) Взрослым и детям постарше можно показать более сложный опыт

Этот эксперимент непременно приведет тв восторг не только маленьких детей, но и школьников!

Простой способ подарить себе и своим друзьям немного чуда в….. банке! Да-да, именно в банке. При помощи воды и глицерина можно сделать настоящий снежный шар (в оригинале он называется snow globe). Глицерин можно купить в аптеке, стоит он совсем недорого (я в последний раз покупала его по 10 (!) рублей за баночку)

pic

— пустая банка
— блестки
— декоративная фигурка
— клей
— глицерин

Можно тоже самое сделать и без глицерина, но с ним блестки красивее кружатся.

А вот ракета-шар с блестками-звездочками

Или же просто взять пластиковую бутылку и добавить блестки в нее

pic

А еще глицерин можно добавлять в мыльные пузыри (готовые или самодельные). От этого они становятся более пластичные и немного «прыгучими»!

Так просто быть волшебником, когда вокруг дети! Побольше Вам чудес и не бойтесь экспериментировать!

Источник