Почему масло отталкивает воду: Почему масло и вода не смешиваются ?

Содержание

Почему масло не смешивается с водой

Физик и обладатель Нобелевской премии Нильс Бор был также и . вратарем сборной Дании по футболу.

—>СТАТИСТИКА —>

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

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

Комментарии
Отметить нарушение

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.

Масло и вода не смешиваются почему

Взболтать, но не смешивать / Хабр

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?

Авторы этой работы собрали семь. Правда, повторять их опыт дома решительно не хочется, ибо в списке ингредиентов присутствуют анилин, ртуть, и такая «прелесть», как расплавленный (!) белый фосфор. Чертовски горючий, ядовитый, заслуженно полагаемый за это сочетание оружием, заставляющий вновь помянуть урановые ломы в ртути…

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.

Поехали?

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 H

₂O:

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) C

₁₀F₁₈:

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.

Почему масло и вода не смешиваются ?

Почему масло не смешивается с водой

Физик и обладатель Нобелевской премии Нильс Бор был также и . вратарем сборной Дании по футболу.

—>СТАТИСТИКА —>

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

Наши спонсоры

Описание опыта

Почему это происходит?

Ответ

Проверено экспертом

Плотносто масла меньше плотности воды

Комментарии
Отметить нарушение

Ответ

Смерть масла и моторов: убийца найден

Весной прошлого года сайт опубликовал статью «Смертельная болезнь моторного масла», наделавшую много шума в Интернете. А сейчас — сенсационные результаты нашего расследования.

1

Напомним, что на исправном автомобиле масло вдруг превращалось в густую черную жижу, после чего моторы отправляли на «капиталку» или замену — безвременную и крайне недешевую.Количество ссылок по всей Сети на упомянутую публикацию — многозначное, десятки сайтов перепечатали ее — причем, как водится, даже не спросив нашего разрешения. Ну, это нормально…

Краткое содержание предыдущей статьи — по фирменным автосервисам (и не только) прокатилась волна внезапных отказов двигателей, связанных с непонятным и непредсказуемым поведением моторного масла. Безо всякого предупреждения, масло вдруг превращалось в мазутообразную субстанцию, начинало очень быстро угорать. Итог — капремонт или смерть моторов.

Эпидемия поражала машины независимо от их марок и производителей. Случаи заболевания регистрировались и в Москве, и в Питере, и в Магнитогорске, и в Мурманске — то есть практически по всей стране. И еще было замечено — «болели» в основном машины, обслуживаемые на серьезных автосервисах, в которых заливалось бочковое фирменное масло. Ситуация усугублялась тем, что случаи эти были нерегулярными, встречались нечасто, но с завидной постоянностью. А, как известно любому диагносту, именно «плавающий» дефект ловить сложнее всего.

Головка блока от пострадавшего «Фольксвагена-Тигуан». Менее чем за 3000 км пробега масло превратилось в жуткую бодягу.

Головка блока от пострадавшего «Фольксвагена-Тигуан». Менее чем за 3000 км пробега масло превратилось в жуткую бодягу.

Причина этой болезни была непонятна, были лишь гипотезы, но на них исковое дело в суде (а чаще всего именно до суда доходило дело в разбирательствах) не построишь. И тогда мы обещали попытаться разобраться с ситуацией и познакомить с результатами наших читателей.

Полгода работы нашей испытательной лаборатории не прошли даром. Нам удалось в лабораторных условиях смоделировать ряд ситуаций и, наконец, получить явные проявления этой «смертельной болезни». Симптомы, которые будем ловить — резкий рост вязкости, падение щелочного и рост кислотного числа, осаждение на стенках двигателя густых гудроноподобных отложений, препятствующих прокачке масла через каналы системы смазывания.

МАСЛО В КАНИСТРЕ РАССЛОИЛОСЬ? ЕСТЬ ОСАДОК? НА ПОМОЙКУ!

Поршень двигателя, отработавший 180 моточасов на нормальной синтетике.

Поршень страдальца, отмучившегося на пораженном масле. С момента заливки прошло всего 40 моточасов.

ЛОЖНЫЙ СЛЕД

Начнем с типичных «отмазок» дилерских СТО, на базе которых они пытаются отбиться от гарантийного ремонта. Пытливая мысль специалистов по гарантии обычно блуждает по трем направлениям — использование некачественного топлива; попадание антифриза или воды в масло; отсутствие контроля за уровнем масла в двигателе во время эксплуатации.

Сразу уберем третий вариант — очевидно, что даже при очень малом количестве масла в поддоне, оно не должно менять свои свойства так, как это мы видим при случаях запущенного «заболевания». При использовании «здорового» масла, на его малое количество мотор отреагирует загоранием контрольных ламп на приборной панели и звуковой сигнализацией. Сначала — при кренах и резких разгонах-торможениях, когда приемный грибок оголяется. Любой нормальный водитель отреагирует на это незамедлительно. И после долива масла никаких отрицательных последствий в дальнейшем не почувствует.

Самая частая якобы «причина», на основании которой пытаются лишить гарантии — это использование некондиционного топлива. Некондиция в понимании механиков СТО — это либо низкое октановое число, либо высокое содержание серы в топливе, либо наличие в нем большого количества смол. Сразу скажем, что кроме серы, все остальное по нынешнему Техническому Регламенту, нормирующему качество топлива, не подлежит контролю, поэтому — неподсудно. Но, коль такие попытки отмазок имеются, проверим.

ТОПЛИВО — ОПРАВДАТЬ!

На заклание обрекли несколько стендовых двигателей, изначально полностью исправных. Жалко их, но это всего лишь железки, а страдают от проблемы живые люди. Потому — пусть эти моторы послужат на благо людей.

Специально для эксперимента, не без труда, раздобыли 100 литров топлива, больше похожего на бодягу. Вместо заявленного 92-го октанового числа намеряли всего 89.5, содержание серы зашкалило за 800 ррм, смол было более 3.5 мг/дм3. Производитель — неизвестен, но по уровню качества это что-то от какого-то «самовара» — самодеятельного миниНПЗ, перегоняющего в якобы топливо газовый конденсат. Хуже — некуда! Надо очень сильно не любить свою машину, чтобы кормить ее таким добром.

Мы скормили мотору всю раздобытую бодягу. А, чтобы совсем усугубить ситуацию и обеспечить маслу максимально возможный контакт с отвратным топливом, отломали боковой электрод на одной из свечей. Теперь топливо, попадающее в неработающий цилиндр, в большом количестве полетит в картер мотора.

Система самодиагностики мотора возмутилась, «чек-энджин» горел ярко и непрестанно все время пытки. Мотор трясся и вибрировал, но… выдержал! Его вскрытие не выявило никаких проблем — все было чистенько и никаких черных отложений нигде не наблюдалось. Давление масла, конечно, немного упало — сказалось разжижение масла топливом. При этом, как только испорченную свечу заменили на нормальную, буквально через полчаса, стрелка указателя давления масла вернулась на прежнюю позицию. Оно и понятно, бензин — жидкость летучая, и при рабочих температурах масла, в которое он попал, долго жить там не будет.

Замеры физико-химических параметров масла не выявили ничего неожиданного! Вязкость масла немного упала — все-таки какие-то топливные фракции так называемого бензина в нем остались. Щелочное число незначительно снизилось — с 7.8 до 7.4 мг КОН/г. Кислотное число увеличилось на 0.3 мг КОН/г. Температура вспышки снизилась заметно — с 224°С до 203°С. Это четко говорит о том, что бензин в масле был! Но убить его он оказался не в состоянии…

Более того, в реальной ситуации, на некачественную кормежку мотора в первую очередь возмутится его система диагностики. И это возмущение обязательно оставит неизгладимый след в логах компьютера. Но практически во всех случаях, когда гарантийные службы отказывались от ремонта, мотивируя свое решение использованием некачественного топлива, система диагностики ничего подобного не подтверждала.

Вердикт: бензин признать невиновным!

ПОДОЗРЕВАЕТСЯ ВОДА

Вода в масло в некоторых количествах попадает всегда! Она конденсируется из влажного воздуха, поступающего в цилиндры и вместе с картерными газами смешивается с маслом. Охлаждающая жидкость может попасть в масло только при негерметичности системы охлаждения — причем лишь при остановленном двигателе. При его работе давление масла выше, чем давление в системе охлаждения, и потому путь антифризу в масло закрыт.

Ну что же, попробуем смоделировать и эту ситуацию. В многострадальный двигатель залили 3 литра свежего масла, а потом бухнули туда целый литр воды! И что? Да ничего! Конечно, в поддоне образовалась эмульсия, давление масла заметно упало. Но мотор работал, ничего критического не было ни слышно, ни видно. А потом — постепенно давление масла стало расти и скоро вернулась на начальный уровень. Что произошло? Вода просто испарилась, масло вернулось к своему начальному состоянию. Вскрытие мотора не показало никаких проблем — снова было все чисто. Изменения физико-химических параметров масла после попадания и последующего испарения воды оказались в пределах погрешности измерения! И этой причине снятия с гарантии — отказать за несостоятельностью!

После этого разобрались с аналогичной ситуацией, заменив воду на антифриз. Результат — тот же, двигатель выжил. Но вязкость масла подросла — оно и понятно, вода испарилась, а этиленгликоль в масле остался. Щелочное число немного снизилось, кислотное — увеличилось. Да, конечно, если очень долго ездить на двигателе с пробитой прокладкой головки цилиндра, постоянно доливая антифриз в бачок и не пытаясь разобраться с ситуацией, то в итоге, наверное, можно добиться смерти масла, а вместе с ним и гибели мотора! Но это — просто крайний случай наплевательского отношения к двигателю. Да и тут уже будет ситуация — не «этиленгликоль в масле», а «масло в этиленгликоле».

Вывод — такая причина может рассматриваться только тогда, когда ей предшествовала длительная и постоянная потеря охлаждающей жидкости в моторе. И при полном отсутствии контроля состояния масла при этом. Это — тоже не наш случай.

Вердикт: охлаждающая жидкость не виновата!

ПОПАЛСЯ!!!

Мы проверили еще две версии. И, забегая вперед, скажем — ОНИ СРАБОТАЛИ!

Первую подсказали специалисты-масленщики, с которыми мы постоянно общаемся. По их мнению, картина, которую мы наблюдаем, то есть резкое повышение вязкости масла, может быть связана с неожиданной полим

Детский исследовательский проект «Почему масло не растворяется в воде?» | Проект по окружающему миру (старшая группа):

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

Детский сад № 2 «Радуга»

Муниципальная конференция дошкольников «Совёнок»

«Почему масло не растворяется в воде?»

Автор

Чекрыжова Алиса Максимовна,

Воспитанница старшей группы

Руководитель

Махалова Валентина Валериевна,

воспитатель

Калтан 2020

Содержание

Введение………………………………………………………………………3

1. Теоретическая часть……………………………………………………….5

2. Практическая часть

2.1. Проведение опытов……………………………………………………….6

2.2. Изготовление лавовой лампы……………… ……………………………7

Заключение…………………………………………………………………….8

Список литературы……………………………………………………………9

Введение

Недавно я помогала маме готовить. Когда мама готовила заправку для салата, то она смешала немного растительного масла с водой. И когда я размешивала получившийся соус, то заметила, что масло не смешивается и не растворяется в воде как другие компоненты. Мне стало интересно, почему масло не растворяется в воде? И почему масло плавает на поверхности воды, а не на дне.

Тема исследования: «Почему масло не растворяется в воде?»

Актуальность проблемы: проведя опыты с маслом, изучая его особенности и свойства можно узнать много нового и интересного.

Цель исследования: Выяснение причины, по которой масло не тоне в воде.
Задачи:

1.Узнать, как работает лавовая лампа, и изготовить ее.

2.Опытным путем определить, почему масло не растворяется в воде.

3.Обобщить полученные знания и сделать выводы.

4.Представить полученные знания на конференции «Совёнок»

Объект исследования: растительное масло.

Методы исследования: опрос, чтение литературы, использование интернета, опыты и эксперименты, изготовление лавовой лампы.

Предполагаемый результат: познакомлюсь с новыми свойствами масла, узнаю, как можно изготовить лавовую лампу в домашних условиях.

Свою работу я начала с составления плана исследования со своим воспитателем.

1этап

подготовительный

2 этап выполнение проекта

3 этап результаты

Обсуждение темы проекта и выбор формы для его защиты. Подбор материалов для реализации проекта. Работа с методическим материалом, литературой по данной теме

Изготовление лавовой лампы, эксперименты с маслом. Систематизация знаний о свойствах масла.

Презентация проекта в форме демонстрации работы на муниципальной конференции «Совенок». Подведение итогов и анализ работы.

1.Теоретическая часть. Сбор и обработка информации.

Я уже узнала некоторые свойства масла, оно не прозрачное, имеет запах, не имеет формы, не растворяется в воде. А теперь мне захотелось узнать, а как изготавливают масло и почему масло еще называют растительным? Мы с мамой нашли информацию в интернете.

Масло называю еще растительным, потому что его вырабатывают и маслянистых растений. Например, масло бывает оливковое, кукурузное, соевое. А самое распространенное это подсолнечное масло.

Подсолнечное масло вырабатывают из семян подсолнечника, или по – другому, из семян подсолнуха.

Каждый человек знает семена подсолнечника – это семечки. Из семечек подсолнуха вырабатывают подсолнечное масло.

Существуют специальные фабрики для выработки масла – маслобойни. На фабрики завозят семена вагонами, грузовыми машинами. Потом эти семена проходят обработку, очищаются от шелухи, загружаются в специальные машины, которые отжимают масло. Затем готовое масло проходит обработку и разливается по бутылкам.

Все растительные масла богаты витаминами, которые необходимы для человека.

2. Практическая часть.

2.1. Проведение опытов.

Я провела несколько экспериментов, доказывающих, что масло легче воды.

Опыт №1 «Цветные льдинки»

Для опыта я взяла пустой стакан и налила в него растительное масло до половины, потом поместила в него несколько цветных льдинок. Я увидела, что льдинки опустились вниз, потому что они тяжелее масла. Отставляем стакан до полного растворения льдинок в нем. Через некоторое время я увидела, что масло и вода расслоились. Я взяла деревянную палочку и размешала жидкость в стакане. После чего можно увидеть, что цветные капельки воды опускаются на дно стакана.

Из этого опыта я сделала вывод: масло и вода расслоились, потому что это две совершенно разные жидкости и масло легче воды (Приложение 1).

Опыт №2 «Тонет — не тонет»

Для этого опыта я взяла стакан с водой и налила сверху в него растительное масло. В этом опыте я тоже увидела, что масло поднялось вверх. Затем я опустила в масло пластмассовую крышку. Здесь мы видим, что крышка тонет в масле, но не тонет в воде.

Вывод: как и в прошлом опыте, я убедилась, что масло легче воды, поэтому оно всегда поднимается вверх, а крышка тонет в масле из-за того, что оно вязкое и плотное.

Опыт № 3 «Волшебная жидкость»

Этот опыт очень красивый. Когда я перемешиваю, то цвета смешиваются, и получается новый цвет. А потом через некоторое время цвета отделяются, и все цвета возвращаются в первоначальное состояние.

В стакан наливаю воду на половину стакана, добавляю несколько капель пищевого красителя и хорошо размешиваю.

В другой стакан я наливаю масло столько же, сколько и воды. В масло добавляю пищевой краситель на масленой основе и хорошо перемешиваю.

Когда готовы обе жидкости, то в стакан с окрашенной водой я вливаю окрашенное масло. Когда я вливаю масло, то видно, что цвета смешиваются, а потом отделяются друг от друга.

2.2. Изготовление лавовой лампы.

Недавно мы с мамой ходили в магазин. В одном из отделов я увидела красивый и интересный светильник с яркими пузырьками, которые перемещались по лампе. Я спросила у мамы, что это за светильник? И почему в нем двигаются пузырьки? Мама сказала, что это лавовая лампа. Лампа из магазина мне очень запомнилась, и я захотела узнать о ней по — больше. Когда мы пришли домой, я попросила маму найти информацию о лавовой лампе в интернете. И как оказалось, что одним из компонентов входящих в состав лампы масло и ее можно сделать своими руками. Меня это очень заинтересовало, и я захотела изготовить свою лавовую лампу. Для того чтобы изготовить лавовую лампу, мне понадобилось следующее:

стеклянная прозрачная банка
вода
пищевой краситель
растительное масло
шипучая таблетка (Витамин С)

Я взяла стеклянную банку и налила в нее воду немного меньше половины банки. Затем добавила пищевой краситель и хорошо все перемешала. Затем я аккуратно добавила растительное масло. При вливании масла я так же увидела, что масло с водой не смешивается.

После это необходимо сделать так чтобы лампа заработала. Для этого в банку я добавила шипучие таблетки витамина С. Когда я добавила таблетки, то увидела, что таблетка растворяется, шипит и образует мелкие пузырьки, которые с красителем и поднимаются вверх, а когда пузырьки лопаются, то капли воды возвращаются обратно вниз, на дно банки. Получается красивый эффект лавы. Также на банку можно направить свет фонарика и тогда лампа становится по — настоящему волшебной.

Заключение

Проведя свое исследования, я установила, что растительные масла бывают разных видов и вырабатывают из маслянистых культур. Для выработки масла существуют специальные фабрики — маслобойни.

В ходе экспериментов, я выяснила, масло не смешивается с водой, потому что масло легче воды, и оно поднимается на поверхность воды. То, что тяжелее, то и падает, а что легкое – поднимается вверх.

Список литературы

Большая энциклопедия дошкольника «Роосса» 2015.
Дыбина О.В., Рахманова Н.П. Щетинина В.В. Неизведанноерядом: опыты и эксперименты для дошкольников. ТЦ Сфера, Москва 2011.
Интернет ресурсы – http:/health.Km.ru
Марудова Е. И. «Ознакомление дошкольников с окружающим миром» Экспериментирование. Детство-пресс. Санкт-Петербург 2013.
Н. Е. Веракса, О. Р. Галимов. «Познавательно-исследовательская деятельность дошкольников. Для работы с детьми 4-7 лет» Москва 2012.

Приложение 1.

Опыт «Цветные льдинки»

Приложение 2.

«Лавовая лампа»

Почему масло не растворяется в воде?

Каждый из нас наблюдал что будет если смешать оль и воду. А вот почему масло не растворяется в воде знают не все.

Почему масло не растворяется в воде?

Масло собирается на поверхности воды, так легче воды ρ _масла <ρ _воды, ρ — плотность

Почему масло не смешивается с водой?

Существует две основные причины, почему масло и вода никогда не смешиваются, даже если они находятся в одной емкости. Весь мир вокруг нас состоит из молекул, и смешение двух веществ полностью зависит от вида и количества этих молекул.

Первая причина, по которой вода и масло никогда не смешаются — это то, что они имеют разное количество молекул, то есть плотность этих веществ различна. Молекулы воды очень плотные, их много. В одном стакане воды больше молекул, чем всех звезд на небе. В масле молекул меньше, они соединены 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 вверх.

Вторая причина, по которой эти жидкости не смешиваются — это полярность. Помнишь грозовые облака, в которых есть положительные и отрицательные заряды? Точно так же и здесь. Вода состоит из полярных молекул, то есть каждая ее молекула с одной стороны имеет положительный заряд, а с другой — отрицательный. Раз противоположности притягиваются, то и молекулы воды притягиваются друг к другу. Молекулы масла, наоборот, неполярные, и покрытые оболочкой только с 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.

Вот почему, даже если потрясти стакан, эти два вещества все равно не смешаются и образуют два различных слоя.

Почему масло и вода не смешиваются

Автор: Сюзанна Элвидж, бакалавр (с отличием), магистр наук — Обновлено: 16 ноября 2020 г. |

Нефть и вода не смешиваются — они считаются «несмешивающимися». Сырая нефть плавает в море после разлива с танкера. Моторное масло проявляется как блеск на лужах на дороге. Оливковое масло выделяется в заправке для салата. Но почему они не смешиваются?

Что такое нефть?

Масло — это скользкая жидкость, которая горит (горючая) и не растворяется в воде. Нефть используется в качестве топлива (бензин делают из масла, а в некоторых домах масло используется для отопления) и для облегчения движения (это смазка).

Нефть может поступать из недр земли или из растительных или животных источников. Масло также можно производить из химических веществ (синтезировать).

Почему нельзя смешивать масло и воду?

Смешайте пищевой краситель с небольшим количеством воды в банке и налейте немного растительного масла. Хорошо встряхните и оставьте на мгновение. Сначала может показаться, что оно смешалось, а затем образуются маленькие капельки масла, которые соединяются с другими каплями, образуя все более и более крупные капли, пока масло не осядет на поверхности воды.

Молекулы воды полярны — они имеют небольшой положительный заряд на одном конце и небольшой отрицательный заряд на другом конце, и они прилипают друг к другу.Молекулы масла неполярны — у них нет заряда. Из-за этого молекулы масла больше притягиваются друг к другу, чем к молекулам воды, а молекулы воды больше притягиваются друг к другу, чем к молекулам масла.

Масло и воду можно принудительно смешать, добавив эмульгатор (см. «Приготовление эмульсии»). Это создает стабильную смесь воды с каплями масла, распространяющимися через нее, или масла с каплями воды, распространяющимися по ней, которая не оседает.

Почему масло плавает?

Сделайте самодельную лавовую лампу, наполнив сосуд на две трети водой и добавив немного пищевого красителя.Добавьте немного растительного масла. Масло будет плавать на поверхности воды. Добавьте немного соли в масло — оно превратится в каплю и опустится на дно. Как только соль растворится, масло снова всплывет наверх. Если масло не тонет, посолите еще немного.

Масло плавает на поверхности воды, потому что оно менее плотное (ложка масла весит меньше ложки воды). Соль плотнее воды — она утяжеляет масло и заставляет его тонуть. Как только соль растворяется в воде, масло снова всплывает на поверхность воды.

Сделайте блестящий шар, наполнив банку на четверть хирургическим спиртом, а затем почти наполнив банку кулинарным маслом. Добавьте несколько блесток и блесток или другие мелкие блестящие вещи. Наполните банку маслом до краев и плотно закрутите крышку. Встряхните банку. Масло и спирт смешаются вместе, а затем разделятся, а блестки и блестки будут сверкать, когда они будут двигаться в смеси.

Спирт плавает поверх масла, потому что он менее плотный (ложка спирта весит меньше, чем ложка масла).Как и вода, спирт является полярной молекулой, поэтому не смешивается с маслом.

Практическая сторона

Жирная шерсть или жирные перья помогают животным, живущим в реках или море, сохранять тепло в холодной воде, потому что масло удерживает воду от их кожи.

Несмешивание нефти и воды также означает, что разливы сырой нефти с танкеров остаются на поверхности моря. Это делает масло доступным для удаления, но это также означает, что морские животные и птицы попадают в масло, которое утяжеляет их перья и мех и является ядовитым, если они проглатывают его, когда пытаются очиститься.

Вам также может понравиться …

Поделитесь своей историей, присоединитесь к обсуждению или обратитесь за советом ..

Я смешал масло, воду и синий пищевой краситель. Мне понравился проект, и теперь я понимаю его немного лучше.

Малия — 15 апреля 20 в 21:16

Вы можете сказать мне, что это за концепция науки? о том, что вода и масло не смешиваются? А как вы называете кривую между нефтью и водой и что это за понятие в науке?

J — 17 февраля 20 в 20:35

Я учусь в 10-м классе и надеюсь, что С.О написал бы параграф о том, как правильно реагировать на Al или другие металлы с HCl или другой кислотой. Потому что откуда я; Я не могу просто купить в Интернете бутылку HCl; Я должен использовать продукт с максимально возможным количеством HCl для реакции с металлом.

The Science Guy — 27 декабря 19 в 5:12

Я работаю над проектом, и он должен быть завершен через два дня, спасибо за информацию. Я наконец могу отдохнуть после долгого дня исследований. Я учусь в шестикласснике. Пух.

Delly — 10 декабря 19 в 4:16

Я занимаюсь этим научным проектом в четвертом классе.У меня вопрос как или сделать график для этого.?

Allycat — 6 декабря 19 в 00:33

Я делаю это как демонстрацию примеров гомогенных смесей. Это действительно помогает, это интересно, и за это огромное вам спасибо !!!

2 марта — 5 июня 19 в 12:48

Почему пищевой краситель смешивается с водой, которую я не совсем понял?

COOL STUDENT — 31 мая 19 в 2:47

Мне это так нравится, и мне просто нравится узнавать об этом, я просто люблю школу любви

DG — 23 октября 18 в 16:09

Луиза — Ваш вопрос:

Когда я пытаюсь капнуть капли цветной воды в бутылку с маслом, капли просто проваливаются на дно — не такой захватывающий эффект, на который я надеялся.Что я могу сделать, чтобы цветные капли воды оставались взвешенными в масле? Я использовала легкое детское масло, может быть, в этом проблема? Спасибо.

Наш ответ:

В приведенном выше эксперименте используется вода с каплями масла, а не наоборот?

ScienceProjectIdeas — 29 августа 18 в 10:16

Когда я пытался капнуть капли цветной воды в бутылку с маслом, капли просто проваливались на дно — не такой захватывающий эффект, на который я надеялся. Что я могу сделать, чтобы цветные капли воды оставались взвешенными в масле? Я использовала легкое детское масло, может быть, в этом проблема? Спасибо.

Луиза — 26 августа 18 в 11:00

Я делаю научный проект о научном методе. Я ученица 7 класса. Это мне очень помогает, спасибо ??????

Ayel — 16 июня 18 в 7:56

Я делаю проект по смешиванию масла и воды. Мне нужно сделать точку питания. Это очень просто . благодаря !!!

шань — 13 октября 15 в 1:06

Это действительно поможет! И это было действительно весело. Спасибо!!!

Blade — 2 октября 15 в 20:35

Я так занимаюсь этим проектом, когда прихожу домой.Я буду использовать порошковое моющее средство, чтобы смешать масло и воду для эмульгатора.

SummertimeMaddness — 4 мая-15 в 20:58

мне очень нравится этот сайт. мне это действительно помогло. Я провожу этот эксперимент для проекта «Неделя науки».

клубника — 10 марта 15 в 19:27

Привет, я провожу этот эксперимент сегодня вечером, и это весело.

прибытие — 13 мая 13 в 2:44

я действительно не получил этот проект ——————————- RAINA ———— ———

rayray — 7 мая 13 в 20:18

Проект научной ярмарки скажи что!?!? (:

МиссисСтили? — 18 декабря 12 в 3:19

почему масло не смешивается с водой?

alleihsa — 13 окт.11 в 13:52

Мне действительно нравится этот веб-сайт, я уже добавил его в закладки и буду проверять его время от времени. Благодаря!

Kiwi — 15 мар.11 в 19:25

Заголовок:

MissMsMrsMrDrRev’dProf.Other

(не показан)

Подтвердить:

Почему масло и вода не смешиваются? — Химия для детей

Что происходит при смешивании масла и воды?

Вы пробовали мыть жирные руки чистой водой и обнаружили, что ваши руки остаются жирными? Или подумайте о сырой нефти, которая выливается из танкера в океан и плавает на поверхности воды.

Есть две основные причины, по которым масло и вода не смешиваются, даже если они помещены в один контейнер. Обе эти причины рассматривают эти два вещества в очень малом масштабе.

Все вокруг нас состоит из крошечных частиц, известных как молекулы. Способ взаимодействия двух веществ зависит от молекул, из которых они состоят.

Нефть и вода имеют разную плотность

Первая причина того, что вода и масло не смешиваются, заключается в том, что их молекулы упакованы по-разному. Молекулы воды упакованы очень плотно. (Было бы хорошо показать плотно упакованные молекулы воды) В одном стакане воды молекул больше, чем количество известных звезд во Вселенной!

Это означает, что если мы возьмем равные части воды и масла, то будет больше молекул воды, чем масла.Это также означает, что он всегда будет тонуть под маслом.

Плата за нефть и воду

Есть еще одна причина, по которой они не могут смешиваться друг с другом. Полярность. Полярность означает, что молекула заряжена положительно на одном конце и отрицательно заряжена на другом. Вода — полярная молекула. Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода каждый.

Поскольку притягиваются только противоположности, молекулы воды прилипают друг к другу.

Полярные молекулы растворяются только в полярных растворителях.Точно так же неполярные молекулы растворяются только в неполярных растворителях. Масло состоит из неполярных молекул. Он имеет оболочку из отрицательных зарядов или электронов, окружающих молекулу.

Молекулы масла в конечном итоге будут прилипать друг к другу. Поэтому, даже если вы перемешаете емкость с маслом и водой, они в конечном итоге разделятся на два отдельных слоя.

Моющие средства и мыло помогают нам удалять жир и грязь с посуды и нашего тела. Жирные перья и пальто помогают животным, живущим в морях и реках, оставаться в тепле, так как масло защищает их кожу от холодной воды.

ЧТО ДЕЛАТЬ
Зайдите на https://mocomi.com/de density-test/, чтобы посмотреть забавный эксперимент с тестом плотности, и попробуйте провести его самостоятельно.

Почему нельзя смешивать масло и воду?

Когда дело доходит до ладить, иногда люди похожи на две горошины в стручке. Это означает, что они прекрасно ладят и тусуются. Другие люди могут ладить, как кошки и собаки. Если вы когда-нибудь видели, как собака гоняется за кошкой, то вы знаете, что они не всегда очень хорошо ладят. Кошки и собаки подобны маслу и воде: они просто не смешиваются!

Но почему масло и вода не смешиваются? Неужели тысячи лет назад нефть и вода вели большую битву, которая заставила их вечно ненавидеть друг друга? Нет, насколько нам известно, между нефтью и водой никогда не было большой борьбы.Они просто не смешиваются. Вы готовы разобраться в этой загадке?

Молекулы воды — полярные молекулы. Это означает, что один конец молекулы имеет положительный заряд, а другой конец — отрицательный. Это позволяет молекулам воды соединяться вместе. С другой стороны, молекулы масла неполярны.

Вы когда-нибудь растворяли соль в воде? Как насчет сахара или кофейной гущи? Эти вещества легко смешиваются с водой, потому что они также имеют полярные молекулы. Они могут связываться с молекулами воды.

Однако неполярные молекулы хорошо смешиваются только с другими неполярными молекулами. Это объясняет, почему масло плохо смешивается с водой. Их молекулы не могут связываться.

Итак, что происходит, когда вы пытаетесь смешать масло и воду? Молекулы воды притягиваются друг к другу, а молекулы масла слипаются. В результате масло и вода образуют два отдельных слоя. Молекулы воды собираются ближе друг к другу, поэтому они опускаются на дно, оставляя масло на поверхности воды.

Вы когда-нибудь встряхивали бутылку с маслом и водой? Если так, то вы знаете, что эти двое действительно смешивались в течение короткого времени.Это потому, что вы нанесли эмульсию. Вы заставляли жидкости смешиваться друг с другом. Однако такое смешивание длится недолго! Если вы посмотрите на бутылку еще раз примерно через минуту, то увидите, что вода и масло снова разделились.

Вы можете заставить масло и воду смешиваться вместе в течение более длительного времени. Вам просто нужно добавить эмульгатор. Это молекула с одним концом, у которого один полярный конец и один неполярный конец. Яичные желтки — обычные эмульгаторы. Как и мыло! Он притягивает масло с одного конца и воду с другого.Вот что он делает, когда чистит вам руки!

В следующий раз, когда вы будете в ресторане, поищите на столе емкость с маслом и уксусной заправкой. Все масло наверху? Это потому, что уксус смешан с водой. Хорошо встряхните и посмотрите, что произойдет!

Стандарты: NGSS.PS1.A, NGSS.PS1.B, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.10, CCRA.SL.1

Масло и вода не смешиваются

Трубопроводы для старения, принадлежащие канадской компании Enbridge, лежат в воде на дне Макинакского пролива, где встречаются озера Мичиган и Гурон. Эти трубопроводы, получившие название Line 5, были построены в 1953 году при администрации Эйзенхауэра.

Когда в 2010 году произошел разрыв другого трубопровода Энбриджа, в реку Каламазу было разлито около 1 миллиона галлонов тяжелой сырой нефти. Это был самый крупный разлив нефти на суше в истории США, и его ликвидация до сих пор ведется.Линия 5 Энбриджа через пролив Макино на 15 лет старше ее трубопровода, по которому нефть хлынула в реку Каламазу.

Несмотря на заверения, что они могут обнаружить утечку «почти мгновенно», Энбридж изначально неправильно диагностировал массовый разлив в реку Каламазу, дважды перезапустив насосы и дав 17 часов до окончательного отключения. Агентство по охране окружающей среды США сравнило их плохое отношение к катастрофе с неуклюжестью «краеугольного камня».

Это был лишь один из 1068 разливов в Энбридже, в результате которых было сброшено 7.4 миллиона галлонов нефти в период с 1999 по 2013 год — в среднем 71 разлив и 500 000 галлонов утечки в год. Это более одного разлива нефти каждую неделю за последние 15 лет.

Где произойдет следующий разлив Enbridge?

Новый материал буквально отталкивает воду и масло

Автомобильное покрытие, на котором не задерживается грязь; фасады домов, с которых слезает граффити; обувь, которая остается чистой на грязной дороге — материал «флюоропор» может сделать все это возможным. Капли воды и масла скатываются с этого нового класса высокоэффективного полимерного суперрепеллента. Исследования материала в настоящее время получили финансирование в размере 2 850 000 евро. Они направлены среди прочего на то, чтобы использовать новый тип материала для универсальных защитных покрытий.

Явление, которое лежит в основе материала, известно ученым по листьям лотоса и капусты: капли просто скатываются с них. Некоторое время классический эффект лотоса использовался технически для производства грубых поверхностей с особыми химическими свойствами. «Тем не менее этот трюк не работал для масел — лотос отталкивает воду, но не масло», — говорит Бастиан Рапп из Института технологий микроструктур KIT. — «Маслоотталкивающие поверхности должны обладать другим химическим составов, им требуются фторполимеры». Фторполимеры — это высокопроизводительная пластмасса с высокой термо- и химиостойкостью. Тефлон, известное антипригарное покрытие для сковородок, принадлежит именно к этой категории веществ.

«При комбинации химических качеств фторполимеров с шероховатостью лотоса получается поверхность, с которой стекают капли воды и масла», — говорит Рапп. Ему уже удалось получить такие сверхотталкивающие поверхности с эффектом лотоса 2.0 в лаборатории. На практике, однако, они оказываются недостаточно устойчивыми. Большой проблемой является чувствительность к выветриванию. Поэтому Рапп работает над новым классом фторированных полимеров, с которых стекает и масло, и вода, и которые будут более надежными в эксплуатации. Эти полимеры, которые называются «флюоропоры», будут оказывать эффект лотоса 2.0 практически на любой поверхности.

Проект Раппа получил грант почти в три миллиона евро, чтобы молодой ученый доработал его в ближайшие четыре года. В рамках конкурса NanoMatFutur Федеральное министерство образования и научных исследований (BMBF) поддерживает высококвалифицированных молодых ученых в области исследований нанотехнологий и материалов.

С «фторопором» можно будет сделать универсальные защитные покрытия против любого типа окрашивания. К примеру, окна автомобиля, которые не собирают конденсат и не замерзают зимой. Другой пример — экраны, химия и структура которых позволит разделять смеси воды и масла в обрабатывающей промышленности.

ВСЕ ДЕЛО В СМАЧИВАНИИ | Наука и жизнь

Явление смачивания играет огромную роль в жизни многих растений и животных, помогая им как добывать влагу, так и защищаться от ее излишков. Например, водоплавающие животные и птицы умеют в буквальном смысле выходить сухими из воды, а колючки некоторых кактусов способны поглощать влагу прямо из воздуха. Человек всегда старался не отставать от братьев своих меньших, с древнейших времен используя законы природы в своей хозяйственной деятельности. В последние годы появился целый ряд новых многообещающих технологий, основанных на эффекте смачивания.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Острый краевой угол возникает на смачиваемой (лиофильной) поверхности, тупой – на несмачиваемой (лиофобной).

Крылья бабочек не намокают – их поверхность отталкивает воду.

Кремниевая «нанотрава», «выращенная» американскими исследователями на подложке из чистого кремния. Густота «газона» определяется условиями травления. Снимок этой удивительно правильной структуры сделан при помощи сканирующего электронного микроскопа.

«Наноковер», «сотканный» китайскими исследователями, образуют густо, но хаотично расположенные нити из оксида цинка диаметром от 50 до 150 нанометров. Внизу — вид на «ковер» сбоку.

«Нанотравинки» переходят из гидрофобного состояния в гидрофильное под действием накопленных ими зарядов, которые создает поток ультрафиолета или источник тока.

«Жидкая линза».

Пиксель дисплея, работающий на принципе электросмачивания.

На цветном дисплее каждый пиксель разделен на три подпикселя.

‹

›

«ЛЮБИТ» ИЛИ «БОИТСЯ»?

Всем известно, что, если поместить каплю жидкости на плоскую поверхность, она либо растечется по ней, либо примет округлую форму. Причем размер и выпуклость (величина так называемого краевого угла) лежащей капли определяется тем, насколько хорошо она смачивает данную поверхность. Явление смачивания можно объяснить следующим образом. Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твердого тела, жидкость стремится собраться в капельку. Так ведет себя ртуть на стекле, вода на парафине или на «жирной» поверхности. Если же, наоборот, молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твердого тела, жидкость «прижимается» к поверхности, расплывается по ней. Это происходит с каплей ртути на цинковой пластине или с каплей воды на чистом стекле. В первом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность (краевой угол больше 90°), а во втором — смачивает ее (краевой угол меньше 90°). Иначе говорят, что в первом случае поверхность по отношению к данной жидкости лиофобна (от греч. лио — растворяю, фобио – бояться), а во втором — лиофильна (филио — любить).

ГЛАВНОЕ — СМАЗКА

Таким образом, все определяется силой взаимного притяжения молекул жидкости и твердого тела, которая в свою очередь зависит как от природы жидкости, так и от свойств поверхности. Можно ли управлять этими свойствами? Оказывается, да. Растения и животные в процессе эволюции придумали для этого множество остроумных способов. Из них самый очевидный — смазать поверхность тонким слоем вещества, «любящего» или «не любящего» данную жидкость. В случае воды говорят о гидрофильных и гидрофобных покрытиях. Легко проверить, что, если намазать поверхность стекла маслом, ее водоотталкивающие свойства возрастут, а если вместо масла взять мыло – наоборот, уменьшатся.

Именно водоотталкивающая смазка помогает многим животным спасаться от излишнего намокания. Например, исследования морских животных и птиц – котиков, тюленей, пингвинов, гагар – показали, что их пуховые волосы и перья обладают гидрофобными свойствами, тогда как остевые волосы зверей и верхняя часть контурных перьев птиц хорошо смачиваются водой. В результате между телом животного и водой создается воздушная прослойка, играющая значительную роль в терморегуляции и теплоизоляции.

«ЭФФЕКТ ЛОТОСА»

Но смазка это еще не все. Немалую роль в явлении смачивания играет и структура поверхности. Шероховатый, бугристый или пористый рельеф может улучшить смачивание. Вспомним, к примеру, губки и махровые полотенца, прекрасно впитывающие воду. Но если поверхность изначально «боится» воды, то развитый рельеф лишь усугубит ситуацию: капельки воды будут собираться на выступах и скатываться.

На этом основан так называемый «эффект лотоса». Лотос издревле почитается на Востоке как символ чистоты — его лепестки всегда остаются сухими и белоснежными. Загадка лотоса объяснилась сравнительно недавно. Оказалось, что дело не только в воскоподобном (гидрофобном) покрытии его лепестков, но и в особой микроструктуре их поверхности. Рельеф лепестка лотоса образован набором холмов и впадин микронного размера, покрытых отдельными «крупинками» гидрофобного вещества диаметром в несколько нанометров. Попав на такую поверхность, капля принимает форму, близкую к сферической, и легко скатывается с нее, унося с собой частицы загрязнений. Похожим образом устроены крылья бабочек и многих других насекомых, для которых защита от избыточной воды жизненно необходима: намокнув, они потеряли бы способность летать.

«Эффект лотоса» используется в промышленности для создания супергидрофобных самоочищающихся покрытий и красок, на которых краевой угол воды превышает 1500. Например, ученые из Массачусетского технологического института (США) недавно разработали «сверхводоотталкивающее» покрытие, состоящее из нескольких слоев микропористой пленки полиэлектролита и кремниевых наночастиц. Ученые признались, что их вдохновил «эффект лотоса».

А японских ученых воодушевили бабочки. Прототипом созданного ими декоративного покрытия послужила поверхность крыльев бриллиантово-голубой бабочки Morpho sulkowskyi. Пленка была сформирована из частиц кварца диаметром 6 нанометров и шариков полистирола диаметром несколько сотен микрон. После нагрева пленки и удаления полистирола был получен материал, состоящий из частиц кварца, разделенных воздушными промежутками. Затем поверхность покрыли слоем гидрофобного вещества (фторалкилсилана), и в результате краевой угол воды на пленке стал равен 1600. Попутно оказалось, что микроструктура полученного покрытия не только отталкивает воду, но и способствует рассеянию и дифракции света — вот почему бабочки Morpho sulkowskyi не только остаются сухими в любую погоду, но и переливаются на солнце всеми цветами радуги. Меняя величину воздушных промежутков в пленке (то есть размер шариков полистирола), ученые научились задавать цвет покрытия в пределах от красного до синего.

ОТ «НАНОКОВРА» К «НАНОГАЗОНУ»

Вы когда-нибудь наблюдали капли после дождя на траве или на листьях деревьев? Они лежат блестящими на солнце жемчужинами. Особенно красивы капли на ворсистых поверхностях листьев: поддерживаемые ворсинками, они как бы висят в воздухе в виде отдельных шариков, не касаясь поверхности листа и не смачивая его. Наклоните лист — и капля скатится, оставив после себя совершенно сухую поверхность.

В последнее время ученые проявляют большой интерес к «нановорсистым» покрытиям, состоящим из множества «волосков» нанометровых размеров (в десятки — сотни тысяч раз тоньше человеческого волоса). Такие поверхностные структуры благодаря сильно развитому рельефу способны многократно усиливать как гидрофобные, так и гидрофильные свойства материалов.

К примеру, китайские ученые недавно смастерили «наноковер» — материал, поверхность которого образована густо расположенными «ворсинками» диаметром всего 50—150 нанометров. Известно, что оксид цинка, из которого «соткан» чудо-ковер, обладает способностью переходить из гидрофобного в гидрофильное состояние под действием ультрафиолета. Эффект связан с накоплением заряда в поверхностном слое полупроводника под действием облучения. (Заряжение поверхности — еще один из способов изменения ее смачиваемости.) В темноте поверхностный заряд постепенно стекает (примерно за неделю), и оксид цинка восстанавливает присущую ему «водобоязнь». Наличие «нановорсинок» многократно усилило свойства полупроводника, расширив диапазон переключений «наноковра» от супергидрофобного до супергидрофильного (краевой угол близок к нулю) состояния. Такое покрытие могло бы найти массу применений в промышленности и хозяйстве, если бы не один недостаток — слишком большое время обратного переключения. Впрочем, китайцы надеются в скором времени от этого недостатка избавиться.

А вот ученые из Bell Labs (исследовательского отделения американской фирмы «Lucent Technologies») пошли несколько иным путем, вырастив ворсистую наноструктуру, названную ими «нанотрава», на пластинке кремния. Если в китайском «наноковре» ворсинки расположены совершенно хаотически, немного отличаются по размерам и торчат в разные стороны, то американский «наногазон» потрясает воображение своей строго регулярной структурой. В опытных образцах «нанотравинки» кремния представляли собой аккуратные столбики диаметром 350 нм и высотой 7 микрон (0,007 мм). Расстояние между столбиками было строго фиксировано и составляло на разных образцах от 1 до 4 микрон. Такую упорядоченную структуру приготовляли путем травления кремния в плазме через маску из фоторезиста, затем на ней выращивали путем окисления тонкий слой диэлектрика (оксида кремния), а сверху покрывали всю наноструктуру тончайшим слоем гидрофобного полимера. Легко догадаться, что материал оказался супергидрофобным: капли жидкости, упавшие в «нанотраву», буквально повисают в воздухе, подпираемые «нанотравинками». Площадь касания шариков жидкости с «нанотравой» очень мала (контактный угол близок к 1800), поэтому они чрезвычайно подвижны — малейший наклон поверхности приводит к их быстрому скатыванию. «Наногазон» пригодится не только для создания супергидрофобных самоочищающихся покрытий. Оказалось, что его смачиваемостью можно легко управлять.

«ТАНЦУЮЩАЯ КАПЛЯ»

До сих пор мы говорили об изменении смачиваемости путем модификации поверхности. А можно ли как-то менять свойства жидкости, а именно ее поверхностное натяжение? Можно, например, подмешав к ней вещества, способные менять силу взаимного притяжения молекул в поверхностном слое. Достаточно влить в воду немного этилового спирта или мыльного раствора, чтобы заметно снизить ее поверхностное натяжение. А вот добавление глицерина, наоборот, приведет к увеличению краевого угла. Однако замена воды раствором глицерина, мыла и тем более спирта не всегда желательна. Повышая температуру или давление, можно ослабить поверхностное натяжение, а понижая – усилить. Но что делать, если температура и давление фиксированы? На помощь приходит электричество. Еще в конце XIX века было обнаружено, что величина разности потенциалов между поверхностью и каплей проводящей жидкости влияет на смачивание: краевой угол уменьшается пропорционально квадрату напряжения. Это так называемый эффект электросмачивания.

Поместим каплю воды на супергидрофобную поверхность — она образует почти идеальный шарик. Затем приложим между поверхностью и каплей напряжение — капля как бы прижмется к поверхности, краевой угол уменьшится. Плавно увеличивая и уменьшая напряжение, можно заставить каплю «танцевать». Поскольку вода преломляет свет иначе, чем воздух, то лежащая капля — это своего рода линза, только жидкая. В ходе «танца» кривизна поверхности капли меняется, следовательно, меняется и преломляющая способность линзы, ее фокусное расстояние. Эффективно и предельно просто! Нет никаких подвижных механических деталей. Работа жидкой линзы очень напоминает человеческий глаз, который фокусируется путем изменения кривизны хрусталика.

В последние годы «жидкими линзами» заинтересовались сразу несколько крупных компаний, занимающихся информационными технологиями и видеотехникой. В частности, год назад компания «Philips» анонсировала оптическую систему FluidFocus, работающую по принципу «жидкой линзы». Устройство состоит из небольшой трубки с прозрачными торцами, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с различными коэффициентами преломления. Одна представляет собой проводящий электричество водный раствор, а другая — масло, изолятор. Внутренняя поверхность трубки и один из торцов покрыты гидрофобным покрытием, в результате чего водный раствор, скапливающийся у противоположного торца, принимает полусферическую форму. Фокусное расстояние (кривизна линзы) изменяется увеличением или уменьшением электрического потенциала, приложенного к гидрофобному покрытию. При этом поверхность может стать совершенно плоской и даже вогнутой – линза из собирающей превратится в рассеивающую или наоборот. Размеры опытного образца FluidFocus составили всего несколько миллиметров, его фокусное расстояние меняется от 5 сантиметров до бесконечности, и, что особенно важно, скорость переключения между двумя крайними режимами работы менее 10 миллисекунд, а энергопотребление крайне мало. Последнее обстоятельство открывает возможности применения «жидких линз» в портативных устройствах, работающих от аккумуляторов: цифровых фотоаппаратах, встроенных в мобильный телефон видеокамерах и прочей технике.

Системы, подобные FluidFocus, разрабатывают и другие компании. «Bell Labs», например, сконструировала свой вариант «жидкой линзы».

«ЖИДКИЕ» ДИСПЛЕИ И ВИДЕО НА «БУМАГЕ»

Капля, управляемая с помощью эффекта электросмачивания, — это не только «жидкая линза», но и своего рода переключатель, сочетающий миниатюрность и простоту устройства с высокой скоростью и эффективностью. Он может найти множество самых неожиданных применений – например, для нового поколения дисплеев, к созданию которых уже предложено два подхода.

Исследователи из фирмы «Philips» предлагают использовать в качестве основного рабочего вещества новых дисплеев водно-масляную эмульсию. Пиксель монохромного дисплея представляет собой ячейку, на дно которой нанесены хорошо отражающее белое покрытие и прозрачный электрод с водоотталкивающим изолятором. Ячейка заполнена смесью воды с маслом, подкрашенным черной краской. В отсутствие напряжения вода, отталкиваемая гидрофобным электродом, располагается вверху ячейки, масло растекается по электроду, полностью закрывая белую подложку, и пиксель выглядит черным. При подаче напряжения (порядка 20 вольт) на электрод вода за счет эффекта электросмачивания устремляется к нему, вытесняя масло в угол ячейки и открывая большую часть белой подложки. Благодаря миниатюрным размерам ячейки (500×500 микрон) и высокой отражательной способности подложки черная капля в углу незаметна, и пиксель становится белым. Плавно меняя напряжение от нуля до максимума, можно частично открывать подложку, получая нужный тон серого цвета. Процесс переключения пикселя занимает порядка 10 миллисекунд.

Чтобы получить цветное изображение, предлагается разделить пиксель на три подпикселя, каждый из которых состоит из двух управляемых независимо разноцветных масляных слоев и светофильтра. Такая сложная структура позволяет использовать две трети общей площади экрана для воспроизведения какого-то одного цвета (а не треть, как в обычных дисплеях). В результате достигается беспрецедентная яркость изображения: по заявлению «Philips», она должна возрасти в четыре раза по сравнению с жидко-кристаллическими панелями. Подробнее об этой технологии можно узнать на сайте http://www.research.philips.com

Принципиально другой вариант дисплея, работающего на эффекте электросмачивания, придумали исследователи из Университета Британской Колумбии (Канада). Их идея состоит в том, чтобы использовать капли жидкости в качестве отражателей света. Пока напряжения нет, капля на прозрачной гидрофобной подложке имеет почти сферическую форму, ее контакт с подложкой минимален. Подавая напряжение и увеличивая тем самым площадь контакта, можно придать капле форму полусферы. Теперь падающий снизу свет будет проходить сквозь прозрачную подложку и каплю, пока не достигнет границы жидкость — воздух, где он испытает эффект полного внутреннего отражения, и после серии таких отражений вернется назад, к наблюдателю. Таким образом, при подаче напряжения капля превращается в обратный отражатель и яркость пикселя многократно возрастает. Поскольку полное внутреннее отражение возможно лишь при углах падения света на границу раздела меньших определенного, так называемого критического, световое пятно, отраженное пикселем, будет иметь форму кольца (но наблюдатель этого не заметит в силу крайней малости его диаметра).

Обе предложенные технологии позволяют создавать дисплеи с высокой яркостью и контрастностью, низким потреблением энергии и малым рабочим напряжением. Это открывает широкие возможности их применения не только в стационарных, но и в мобильных устройствах. Новые дисплеи можно сделать очень тонкими и гибкими, а их пиксели способны переключаться достаточно быстро, чтобы предавать видеоизображения, — ну чем не «электронная бумага»! Книги и газеты из такой «бумаги» смогут воспроизводить не только текст и картинки, но и видео.

Возникает законный вопрос: а как же сила тяжести? Казалось бы, если «жидкий» дисплей, лежавший сначала горизонтально, поставить вертикально, жидкость внутри ячеек-пикселей начнет перетекать в новое положение и при этом, естественно, устройство перестанет работать. Однако ничего подобного не происходит, как ни крути. Дело в том, что в миниатюрном пикселе силы поверхностного натяжения на границах сред значительно превышают силу тяжести, поскольку масса жидкости внутри него очень мала. Так что в пикселях именно поверхностное натяжение, а не гравитация, «правит бал».

КАПЛЯ В «НАНОТРАВЕ»

Вернемся вновь к «нанотраве» и лежащей на ней капле воды. Что произойдет, если применить к ним эффект электросмачивания? После приложения достаточного напряжения капля не просто уменьшит свой краевой угол — она частично «всосется» в «нановорсистое» покрытие, смочив «травинки» до самого основания. При этом она потеряет не только свою форму, но и подвижность, прочно «застряв» в «нанотраве». Уменьшим напряжение — и капля мгновенно отпрянет назад, на кончики «нанотравинок», вновь обретя и почти сферическую форму, и свободу передвижения. Как показали исследования, проведенные в Bell Labs, переход между двумя состояниями происходит скачком при определенном пороговом значении напряжения (порядка 20 вольт), тогда как на обычных гидрофобных поверхностях краевой угол плавно уменьшается с ростом напряжения. Уникальные свойства «нанотравяного» переключателя могут найти массу интересных применений.

Так, компания «Lucent Technologies» уже анонсировала прототип нового энергосберегающего аккумулятора на «нанотраве». Идея состоит в том, чтобы заставить аккумулятор вырабатывать электроэнергию только тогда, когда это действительно необходимо, а не постоянно, как происходит в обычных батареях, отчего они и садятся так быстро. Управляя подвижностью жидких реагентов с помощью «нанотравы», можно управлять ходом электрохимической реакции, останавливая ее или запуская вновь.

Другое любопытное применение «нанотравы» — охлаждение элементов микросхем. Здесь используется эффект повышения смачиваемости с ростом температуры (об этом уже шла речь выше). Вместо того чтобы охлаждать всю микросхему целиком с помощью громоздкого вентилятора и тратить на это массу энергии, как это принято сегодня, можно поручить дело «нанотраве». Для этого достаточно протравить на поверхности чипа сеть микроканалов, по которым будет двигаться охлаждающая жидкость, а на верху чипа разместить что-то вроде радиатора, или теплоотвода. Стенки микроканалов нужно покрыть «наногазоном» — тогда жидкость будет легко передвигаться по ним, всасываясь в «нанотраву» только на перегретых участках и тем самым охлаждая поверхность чипа только там, где это необходимо.

«Нанотрава» может быть очень полезна в микрофлюидике – новой науке и технологии создания «жидкостных» чипов, микроустройств, позволяющих управлять движением и перемешиванием микроколичеств жидкостей с целью анализа, диагностики и проведения различных экспериментов. Такие устройства применяются, например, для проведения генетического анализа. Есть также идеи использования «нанотравы» в оптических переключателях оптоволоконных сетей и во многих других устройствах.

«Жидкие линзы» и отражающие дисплеи, самоочищающиеся покрытия и электронная бумага для показа видео, аккумуляторы и охлаждающие системы — и все это благодаря явлению смачивания. Удастся ли реализовать все эти идеи на практике и довести устройства до массового потребителя? Время покажет. Возможно, будущее информационных и телекоммуникационных систем во многом определиться свойствами обычной капли.

Иллюстрация «Жидкая линза».»
«Жидкая линза» — ячейка с прозрачными торцами, заполненная двумя жидкостями, проводящей и непроводящей, с разными коэффициентами преломления. Проводящая жидкость отталкивается от гидрофобного покрытия, собираясь в полусферу, так что непроводящая образует отрицательную (рассеивающую) линзу. Напряжение, поданное на окружающие ячейку электроды, изменяет кривизну ее поверхности и, следовательно, фокусное расстояние линзы — она может превратиться из рассеивающей в собирающую.

Иллюстрация «Пиксель дисплея, работающий на принципе электросмачивания».
Пиксель дисплея, работающий на принципе электросмачивания — миниатюрная квадратная ячейка, заполненная водой (1) с каплей окрашенного масла (2). Белое донце ячейки (3) покрыто слоем гидрофобного вещества (4), под которым лежит прозрачный электрод (5). Гидрофобное покрытие отталкивает воду, и масло ровным слоем растекается по всей поверхности дна, окрашивая пиксель (А). Когда между водой и электродом создается разность потенциалов, поверхность становится гидрофильной. Вода ее смачивает, оттесняя масло в угол и открывая белое донце пикселя (Б). Плавно меняя напряжение, можно получить разные цветовые тона.

Иллюстрация «На цветном дисплее каждый пиксель разделен на три подпикселя».
На цветном дисплее каждый пиксель разделен на три подпикселя. В их ячейках содержатся по два управляемых независимо слоя масла разных цветов (1;2) и светофильтр (3). В отсутствие напряжения подпиксель выглядит черным. Частично или полностью убирая поданным напряжением слои масла, получают несколько вариантов цвета. А все пиксели вместе создают многоцветное изображение.

Как правильно пользоваться гидрофильным маслом для умывания

Гидрофильное масло — это средство для первого этапа очищения. Оно удивительно тем, что при контакте с водой превращается в мягкое молочко, эффективно удаляющее загрязнения с кожи. Средство состоит из смеси различных масел, которую дополняет полисорбат. Благодаря ему масло не отталкивает воду, не расслаивается, а продолжает свою работу уже в виде эмульсии.

Чем полезно гидрофильное масло?

Уже само по себе хорошо то, что речь идет о масле. Масла смягчают кожу, помогают ей сохранять целостность гидролипидной мантии, что напрямую влияет на уровень увлажненности. Очищение в этом случае не агрессивная процедура, после которой коже в экстренном порядке нужна порция влаги и питательных веществ, а очень щадящая. Интересно, кстати, что гидрофильное масло даже способно сгладить негативные последствия от воздействия на кожу жесткой воды.

Большое преимущество — в том, что уход с гидрофильным маслом не будет поверхностным. Это средство не просто снимает загрязнения. Оно действует на более глубинном уровне — очищает поры, растворяя грязь и жир.

У гидрофильных масел есть и другие полезные свойства. Так, эти средства, помимо масел, содержат различные растительные экстракты и витаминные комплексы, которые производитель подбирает для решения тех или иных проблем кожи.

Сам процесс очищения связан не только со снятием макияжа и избавлением кожи от слоя загрязнений. Регулярное использование гидрофильных масел помогает справиться с такими проблемами, как черные точки, расширенные поры, воспаления. Таким образом, качество кожи со временем становится лучше, особенно если очищение сочетать с качественным увлажнением и питанием.

Как часто можно пользоваться гидрофильным маслом?

Гидрофильные масла отлично подходят для ежедневного использования. Более того, именно регулярное применение и дает видимый эффект. Сделав очищение кожи гидрофильным маслом частью своей обычной бьюти-рутины, вы совсем скоро увидите результат: это более чистая, свежая кожа без воспалений, покраснений и других подобных недостатков, увлажненная и упругая.

К слову, умываться гидрофильным маслом каждый день можно даже тем девушкам, у которых кожа проблемная, склонная к жирности. Им, например, идеально подходит масло Porefinist2 от Shu Uemura.

Оно поможет решить проблему избыточной выработки себума. И заодно избавит вас от сомнений насчет того, может ли масляное средство «подружиться» с жирной кожей. А больше о гидрофильных маслах от Shu Uemura можно прочитать здесь.

Вернуться к оглавлению

Как правильно пользоваться гидрофильным маслом для лица?

Чтобы гидрофильное масло принесло вам желаемый результат, изучите нюансы его применения: оно включает в себя несколько этапов.

Для снятия макияжа

Перед применением гидрофильного масла не нужно отдельно смывать макияж. Оно и само отлично справляется с этой задачей. Нужно лишь нанести средство на сухую кожу. Масло сразу же приступит к растворению жира, загрязнений и частичек косметики.

После короткого ожидания можно переходить к следующему этапу — к превращению масла в эмульсию с помощью воды и полноценному умыванию.

Для умывания

Важная деталь, которую нужно учесть при умывании с гидрофильным маслом, — это использование теплой воды. Если смешивать средство с холодной водой после нанесения, превращения в эмульсию не произойдет.

Вернуться к оглавлению

Пошаговая инструкция по применению гидрофильного масла для очищения кожи

1
Нанесите масло в небольшом количестве (нужна буквально пара-тройка капель или одно нажатие дозатора) на кожу, равномерно распределив его по лицу. Уделите особое внимание тем участкам, которые больше всего нуждаются в очищении: накрашенным векам, скулам с румянами, Т-зоне, которую нужно избавить от избытка себума. Массирующие движения помогут маслу приступить к работе и лучше проникнуть в кожу.

© Getty
2
Выждав минуту или две, сбрызните лицо теплой водой, смочите пальцы. С помощью тех же массажных круговых движений поработайте с кожей, превращая масло в эмульсию, — вы точно заметите, что текстура у средства станет белой, будто это легкое молочко. На этом этапе нужно помочь маслу окончательно расщепить загрязнения, чтобы их можно было без труда смыть водой.
3
Очищать лицо от масла нужно только теплой водой. Смойте его с кожи вместе с остатками мейкапа. А после умойтесь повторно с помощью геля или пенки. Еще вариант — освежить кожу ватным диском, смоченным в мицеллярной воде.

© Getty

Особого внимания требуют глаза. Как очистить эту деликатную зону, мы рассказывали в этом видео.

Советуем почитать:

Вернуться к оглавлению

Обзор очищающих гидрофильных масел для лица

Не знаете, какие стоит попробовать? Эти, по мнению редакции, достойны доверия.

Классическое масло High Performance Balancing Cleansing Oil, Shu Uemura
© shuuemura.ru
Эту версию гидрофильного масла Shu Uemura относит к классическим: средство универсально и отлично справляется как с удалением макияжа, так и с очищением кожи в целом. Использовать его можно при любом типе, от нормального до сухого или даже жирного. В составе — масла макадамии и семян камелии, насыщающие кожу питательными веществами и влагой, а также экстракты листьев розмарина (улучшает тон кожи) и корня имбиря (сужает поры).
Антивозрастное гидрофильное масло Ultime8, Shu Uemura
© shuuemura.ru
Действием anti-age обусловлен богатый на активные вещества состав Ultime8. Внутри комплекс из восьми видов масел: жожоба, женьшеня, камелии, кукурузы, бамбука, ши и других. Кроме того, в списке ингредиентов есть протеины жемчуга, про-ксилан и экстракт водорослей, которые помогают маслу обеспечивать коже увлажнение и питание, замедлять процессы старения и делать возрастные признаки менее заметными. Вещества из самих масел тоже с ними борются — и не допускают появления новых. Например, витамин Е из масла бамбука — это антиоксидант, который защищает кожу от окислительного процесса, провоцирующего старение кожи. После применения Ultime8 кожа будет не только чистой, но еще и свежей, сияющей, мягкой.
Масло с антиоксидантами Anti/Oxi+, Shu Uemura
© shuuemura.ru
Состав этого масла направлен на защиту от тех негативных воздействий, которые могут оказать загрязнения. Они разрушительно действуют на кожу, повреждая ее клетки, что в результате выливается в преждевременное старение — ухудшение тонуса кожи, появление морщин. Антиоксиданты — то, что нужно, чтобы противостоять этим процессам. В формуле масла Anti/Oxi+ это экстракты зеленой папайи (также способствует восстановлению кожи), зеленого чая и моринги (оба компонента — мощный отпор свободным радикалам). Это «зеленое трио», как их называют Shu Uemura, гармонично дополняет масла, эффективно очищающие кожу.
Очищающее масло Porefinist2, Shu Uemura
© shuuemura.ru
Масла в уходе несовместимы с комбинированной, жирной и проблемной кожей? А вот и нет. Shu Uemura создали средство с ультралегкой текстурой, которое ощущается как тоник; он освежает кожу, растворяя излишек себума в Т-зоне и сужая поры. В составе — экстракт корицы, который уменьшает производство кожного сала, экстракт вишни, мягко отшелушивающий кожу, и экстракт листьев сакуры, борющийся с воспалениями. Они вместе с самим процессом качественного очищения помогают избавить кожу от несовершенств.

А вы знаете, как правильно пользоваться гидрофильным маслом? Напишите комментарий.

Вернуться к оглавлению

Пройдет и огонь, и воду

Когда нанотехнологии объявили «нашим все», среди самых очевидных и привлекательных сфер их применения выделялась наноодежда. Энтузиасты «нано» убеждали, что ее не надо стирать, гладить, она не боится грязи, огня, отталкивает микробы, даже сможет лечить разные недуги. Словом, панацея на все случаи жизни.

Но прошли годы, а пока массовых наночудес не наблюдается. Зато прорывную работу сделал коллектив ученых, резидентов Сколково, под руководством кандидата физико-математических наук Михаила Кондратенко. Они разработали не имеющую аналогов в мире технологию нанесения на любые ткани покрытий, которые отталкивают воду, масла и вообще любую грязь. Авторы подчеркивают, что их метод в принципе отличается от всех, которые существуют сегодня.

— Традиционный способ создания различных тканей, в том числе отталкивающих воду, масло, грязь выглядит так. Берется специальный полимер, которым мы должны покрывать ткани, и его растворяют в воде. Понятно, что затем ткань придется сушить, расходуя немало энергии, а это очевидный минус такой технологии, — говорит Кондратенко. — Кроме того, на финише загрязненную воду надо очистить от химии, а это немалые дополнительные затраты. Наконец, при водной технологии покрытие не удается нанести ровным слоем. Что считается серьезным дефектом. Нам удалось решить все эти проблемы.

Российские ученые вообще отказались от воды. Они наносят покрытие всухую, применяя для растворения полимера углекислый газ… Но не обычный, а доведенный до состояния сверхкритичности. Вещество в таком состоянии имеет высокую плотность, как у жидкости, но молекулы очень подвижны, как у газа. В итоге получался очень эффективный сухой растворитель полимера.

— Мы закладываем ткань и полимер в реактор, где создается высокое давление и температура. Углекислый газ переводится в сверхкритическое состояние, в котором растворяет полимер и с помощью специальной добавки сшивает его с тканью, — говорит Кондратенко. — В итоге на ней образуется покрытие, которое отталкивает и воду, и различные масла, и любую грязь.

Достоинства такой технологии очевидны: ткань не нужно сушить, что позволяет экономить до 20 процентов энергии всего процесса, воду не нужно очищать, а покрытие ложится на ткань ровным слоем толщиной около 100 нанометров. Себестоимость такой ткани снижается минимум на 50 процентов.

Себестоимость полученной новым методом ткани снижается минимум на 50 процентов

По словам Кондратенко, в мире сухая технология растворения полимеров известна давно, но для нанесения покрытий на ткани ее впервые применили в России. И не просто применили, а придумали, как это сделать. Ученые разработали особый способ обработки полимера, который и применяется в данной технологии. Именно в нем и состоит ноу-хау отечественных специалистов.

Созданные российскими учеными ткани не только отталкивают воду и различные загрязнители, они долговечны, прочны, пропускают воздух, безвредны для человека, экологически чистые. Из них можно делать спортивную одежду, самую разную спецодежду, огнеупорные покрытия и т.д. Оригинальной технологией уже заинтересовались крупные отечественные текстильные предприятия, а также специалисты из зарубежных стран, в частности Германии и Китая.

типы и рекомендации по применению

Автор: Андрей Стекольников

Ведущий технический специалист

В команде OSMO с августа 2015 года.

Закончил техническое училище и начал профессиональный путь в строительстве. За 21 год прошел путь до технического директора завода, производящего сухие строительные смеси и краски. Руководил проектом по изготовлению и монтажу фасадов на гостинице «Москва».
Андрей – разносторонний человек. По второму образованию – режиссер, закончил Московский Государственный университет Культуры и Искусств.
Возглавляет направление OSMO для наружных работ, занимается развитием индустриальных клиентов.
Андрей отвечает за обучение сотрудников в школе OSMO.
Хранитель базы знаний, наставник. Команда OSMO ценит Андрея за умение понять клиента с полуслова и предложить нужное решение.

Дерево – самый популярный материал для устройства террас. По деревянной террасе можно пройтись босиком, она привлекательно выглядит и создает особый колорит, делающий загородный отдых еще приятнее. Терраса – это полностью или частично открытая площадка, она постоянно подвергается разнообразным внешним воздействиям. Если доски не защитить, их придется часто менять, даже при приобретении высококачественного материала и полном соблюдении технологии укладки. Для этого мы предлагаем использовать специальное масло для террас.

Какие проблемы решает качественное масло для террас

Террасные доски изготавливают из древесины хвойных (импрегнированной сосны и лиственницы) и ценных тропических пород — меранти, тика, мербау, кемпаса, ипе, гарапы, бангкирай и дуглазии. Последние отличаются повышенной плотностью и твердостью, а также долгим сроком службы. Однако они находятся в постоянном контакте с окружающей средой. Качественное масло для террас защитит древесину от негативных воздействий и преждевременного разрушения, надолго сохранив природную красоту материала.

Основные проблемы деревянных террас:

Посерение и растрескивание. Открытая терраса подвержена воздействию ультрафиолетовых лучей, разрушающих лигнин, в результате чего древесина теряет природный цвет и плотность.
Гниение и коробление. Перепады температур, дождевая и талая вода губительно действуют на дерево, даже несмотря на наличие технологических зазоров между досками для оттока, естественной вентиляции и компенсации температурных расширений.
Появление грибка и плесени. Застой воды и повышенная влажность создают отличные условия для активного развития окрашивающих грибков, вследствие чего терраса покрывается синими и черными точками.
Истирание. В местах повышенной проходимости появляются заметные истертые дорожки, протоптанные уличной обувью, на которой приносятся грязь и песок.

Качественные масла для террасной доски обеспечивают всестороннюю защиту древесины. Они глубоко впитываются, содержат в составе пигменты, придают поверхности грязе- и водоотталкивающие свойства, снижают вероятность разбухания, усушки и растрескивания.

Масло для террас от немецкой компании OSMO учитывает различные свойства пород древесины, включая термообработанную, что позволяет получить лучший эффект при обработке. Древесина твердых пород пропитывается тяжелее. Поэтому, если терраса выполнена из древесины с плотной структурой, ей необходимо специальное покрытие.

Виды защитно-декоративных покрытий для террас

Все продукты для окраски и защиты древесины , исходя из их характеристик и состава, можно разделить на три основные группы: краски, лаки и масло для террасной доски.

Традиционные краски образуют твердую пленку, защищающую от негативных погодных воздействий, но не позволяющую дереву дышать. Со временем на ней появляются микротрещины, через которые вода проникает внутрь древесины Пленка удерживает воду внутри и не позволяет дереву регулировать влажность. Доски начинают гнить, на них появляется плесень.

Яхтные лаки образуют плотную, но эластичную пленку. Покрытие не растрескивается, защищает от УФ-излучения, устойчиво к перепадам температуры и влажности, но подходит для поверхностей с небольшой эксплуатационной нагрузкой. Его невозможно реставрировать частично, поэтому при появлении истертых дорожек вся терраса подлежит полной шлифовке и повторной обработке.

Террасное масло для дерева не образует на поверхности пленку. Оно интенсивно питает древесину, сохраняет возможность нормального воздухо- и влагообмена, обеспечивает защиту от влаги и солнечных лучей. Качественные продукты не содержат сольвентных растворителей — немецкое экологичное масло для террасной доски производится на основе натуральных компонентов.

Благодаря отсутствию пленки и гладкости обработанная деревянная поверхность тактильно приятна. Это особенно важно для террас, по которым ходят босиком. Масла равномерно впитываются, а их расход почти в два раза экономичнее красок и лаков. Ориентировочное значение для немецких продуктов OSMO — 1 литр на 24 м 2 при нанесении в один слой.

Органорастворимые и экологичные террасные масла для дерева

В зависимости от компонентов в составе продукты для защиты террасной доски подразделяются на два типа. Выбор зависит от того, насколько экологичное масло необходимо.

Виды продуктов:

Масла для террас на основе синтетических растворителей. Они менее экологичны, так как могут выделять вредные летучие соединения, имеют более резкий неприятный запах.
Натуральные масла для террас. Экологичные продукты немецкой марки OSMO практически не пахнут после высыхания и не вызывают аллергии. Немецкое террасное масло для дерева просто и удобно наносить, ориентируясь на инструкцию производителя. Качественные экологичные продукты требуют минимального использования специальных средств по уходу, легко моются и не приносят дискомфорта в процессе эксплуатации.

Немецкое террасное масло для дерева просто и удобно наносить, ориентируясь на инструкцию производителя. Качественные экологичные продукты требуют минимального использования специальных средств по уходу, легко моются и не приносят дискомфорта в процессе эксплуатации.

Лидирующие позиции среди средств защиты деревянных террас удерживают масла немецкого производителя OSMO.

В отличие от других составов, в частности, лаков и красок, террасное масло для дерева глубоко пропитывает поверхность материала, но при этом оставляет открытыми поры. Благодаря этому, в дереве продолжается процесс воздухообмена. Другие особенности продукции:

придание поверхности влагоотталкивающих свойств и устойчивости к механическим повреждениям;
простое обновление без перешлифовки;
способность подчеркивать естественную красоту древесной текстуры;
учет особенностей конкретных пород древесины.

В отличие от традиционных лакокрасочных материалов, масло для террас OSMO имеет растительное происхождение. В составе – натуральные масла сои, подсолнечника. Готовая продукция отвечает экологическим требованиям, не наносит вреда здоровью людей и животных, практически не имеет запаха.

Ассортимент масел для террас

Масла отличаются друг от друга по компонентному составу и функциональному назначению. Для обработки поверхности террас, защиты пирсов и причалов имеются следующие средства:

с антисептиком;
с антискользящим эффектом;
с тонировкой.

Они позволяют выполнить защитно-декоративное покрытие террасы, по которому можно ходить без опасения поскользнуться.

Масла Terrassen‑Öle

Бывают тонированными, цветными и бесцветными.
Есть разработки для конкретных пород дерева: бангкирая, лиственницы, дуглазии, тика.
После обработки поверхность становится гидрофобной, отталкивает воду и грязь.

Osmo Anti‑Rutsch

Используется как финишное покрытие деревянного настила.
Имеет в составе органические водоотталкивающие присадки.
После высыхания образуется нескользкая, безопасная для ходьбы поверхность.
Со временем не растрескивается и не шелушится.

Очистка и обновление деревянной террасы

Компания Osmo предлагает своим покупателям не только масло для террас, но и средства для эффективной очистки дерева от загрязнений, серого слоя, а также сопутствующие товары, такие как щетки и т.д.

Например, чтобы быстро и качественно очистить поверхность из неокрашенной или покрытой террасным маслом древесины, можно использовать высокоэффективный концентрат Osmo Holzterrassen-Reiniger, который также подходит и для других наружных работ. Данный концентрат эффективно удаляет загрязнения как органического, так и неорганического происхождения.

К преимуществам Osmo Holzterrassen-Reiniger можно отнести:

экономичный расход;
эффективность и простоту использования.

Если терраса загрязнена сильно, и вам требуется провести генеральную уборку, мы советуем обратить внимание на интенсивный очиститель для древесины Osmo Intensiv-Reiniger. Этот инновационный продукт поможет эффективно очистить поверхность от сильных загрязнений органического и неорганического происхождения, провести глубокую очистку масляных, восковых покрытий перед нанесением продукции Osmo-колор. Продукт подходит не только для деревянных террас и ухода за настилами, но и для мебели из натурального дерева, а также полимерного композита.

К особенностям Osmo Intensiv-Reiniger можно отнести:

небольшое содержание щелочи в составе;
слабый запах при использовании состава, полное его отсутствие после высыхания;
экономичный расход;
эффективное удаление сложных загрязнений, глубокую очистку древесины.

Продукт Osmo Intensiv-Reiniger не рекомендуется использовать в неразбавленном виде! Для достижения заявленного результата, а также соблюдения мер безопасности, перед применением ознакомьтесь с инструкцией и техническим описанием продукта.

Ваша терраса, дом или беседка потеряли привлекательный вид? Древесина приобрела неприглядный сероватый оттенок? Эксперты Osmo создали уникальный продукт — Holz-Entgrauer Kraft Gel, который поможет вернуть вашим сооружениям из древесины первоначальный привлекательный вид и удалить серый налет, при этом не разрушая наружный слой древесины, что характерно для механического способа очистки!

Почему же серый налет появляется на древесине? Даже лучшее защитное покрытие для древесины со временем вымывается или выветривается. Происходит это под воздействием солнечных лучей, ветра или осадков, влаги. Osmo Holz-Entgrauer Kraft Gel проникает глубоко в древесные волокна, эффективно очищает поверхность от налета серого цвета, при этом гель не содержит в составе агрессивных компонентов и токсичных соединений. После применения Osmo Holz-Entgrauer Kraft Gel мы рекомендуем вновь покрыть очищенную поверхность продукцией Osmo, например, террасным маслом для дерева. Для покрытия поверхности маслом для террас Вы можете использовать щетку Terrassen-Streichbürste, которая отлично сочетается с ручкой Teleskopstiel.

К другим преимуществам Osmo Holz-Entgrauer Kraft Gel можно отнести:

быстрое восстановление натурального цвета древесины;
вязкую консистенцию — средство можно легко нанести как на горизонтальные, так и на вертикальные внешние поверхности;
экологическую безопасность — средство можно использовать без вреда для почвы, растений, так как оно содержит компоненты, которые разлагаются биологическим способом.

Для локальной или полной реставрации, ремонта деревянных террас и садовой мебели мы рекомендуем использовать средство Osmo Anstrich-Entferner Gel, которое позволяет легко удалить старую отделку и покрытия (например, масло для террас). Данный продукт требует значительной осторожности при работе с ним — использование перчаток и защитных очков, защиту прилегающих участков и предметов, которые не подлежат обработке, и т.д. Перед применением следует внимательно ознакомиться с инструкцией, а после — строго ей следовать, соблюдая нормы техники безопасности.

Цена:

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Смешайте с маслом и водой

Ключевые концепции
Химия
ПАВ
Плотность
Полярность

Введение
Возможно, вы слышали, как люди говорят: «Эти двое смешиваются, как масло и вода», когда они описывают двух людей, которые не ладят друг с другом. Возможно, вы также заметили блестящее масло, плавающее на поверхности луж после дождя. В обоих случаях вы понимаете, что вода и масло плохо сочетаются друг с другом, но задумывались ли вы, почему? В воде может раствориться еще очень многое — почему не масло? В этом упражнении мы узнаем, что делает масло таким особенным, и попробуем воплотить в жизнь невозможное: смешать масло и воду!

Фон
В отличие от многих других веществ, таких как фруктовый сок, пищевые красители или даже сахар и соль, масла не смешиваются с водой.Причина связана со свойствами масла и воды. Молекулы воды состоят из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Помимо этой очень простой структуры, молекулы воды полярны, что означает неравномерное распределение заряда по молекуле воды. Вода имеет частичный отрицательный заряд от атома кислорода и частичный положительный заряд на атомах водорода. Эта полярность позволяет молекулам воды образовывать прочные водородные связи друг с другом между отрицательно заряженным атомом кислорода одной молекулы воды и положительно заряженными атомами водорода другой.Другие молекулы, такие как соли и сахара, также могут растворяться в воде из-за ее полярности. Заряды на обоих концах молекулы воды помогают разрушить химические структуры других молекул.

Масла, напротив, неполярны, и в результате их не привлекает полярность молекул воды. На самом деле масла гидрофобны, или «водобоязнь». Молекулы масла не притягиваются к молекулам воды, а отталкиваются от них. В результате, когда вы добавляете масло в чашку воды, они не смешиваются друг с другом.Поскольку масло менее плотное, чем вода, оно всегда будет плавать на поверхности воды, создавая поверхностный слой масла. Возможно, вы видели это на улицах после сильного дождя — на некоторых лужах с водой будет плавать слой масла.

В этом упражнении мы проверим силу поверхностно-активных веществ, которые помогают нам смешивать масло и воду. В качестве поверхностно-активного вещества мы будем использовать средство для мытья посуды, которое помогает снизить поверхностное натяжение между маслом и водой, поскольку оно амфифильное: частично полярное, частично неполярное. В результате моющие средства могут связываться как с молекулами воды, так и с молекулами масла.Мы увидим результаты этого свойства в этом упражнении!

Материалы

2 прозрачные пластиковые бутылки для воды с крышками
2 стакана воды
Полстакана масла (оливковое, кулинарное или растительное масло подойдет)
Жидкое мыло для мытья посуды
Часы или таймер
Перманентный маркер
Мерный стакан
Мерная ложка
Пищевой краситель (по желанию)

Подготовка

Удалите все этикетки с бутылок с водой.
Отметьте бутылки маркером: на первом напишите «Масло + Вода», а на втором — «Масло + Вода + Мыло». Напишите этикетки как можно ближе к крышкам бутылок.
Налейте в каждую бутылку по стакану воды.

Процедура

Тщательно отмерьте и налейте четверть стакана масла в бутылку с надписью «Масло + вода». Оставьте бутылку на столешнице или плоской поверхности, наблюдая за водой и маслом. Масло опускается на дно бутылки, остается на воде или смешивается с ней?
Повторите этот шаг, добавив четверть стакана масла в бутылку с надписью «Масло + вода + мыло». Масло опускается на дно, ложится на воду или смешивается с ней?
Осторожно добавьте три столовые ложки средства для мытья посуды в бутылку с надписью «Масло + вода + мыло». Постарайтесь не трясти бутылку при добавлении средства для мытья посуды.
Убедитесь, что крышки бутылок плотно прикручены к каждой бутылке.
Держа по бутылке в каждой руке, энергично встряхните бутылки в течение 20 секунд.
Поставьте бутылки на ровную поверхность с большим количеством света.
Отметьте время на часах или установите таймер на 10 минут.
Обратите внимание на содержимое каждой бутылки. Подносите их к свету по очереди, чтобы вы могли четко видеть, что происходит внутри бутылки. Что-нибудь изменилось, когда вы встряхнули бутылки? Смеси выглядят одинаково в обоих? Если нет, то чем они отличаются? Как бы вы объяснили наблюдаемые различия?
По прошествии 10 минут посмотрите на содержимое бутылок и обратите внимание на изменения. Как выглядит масло и вода в каждой бутылке? Масло смешалось с водой, опустилось на дно или поднялось наверх?
Extra: Добавьте в воду пищевой краситель, чтобы получить эффект лавовой лампы.
Extra: Протестируйте другие типы мыла, такие как зубная паста, мыло для рук и шампунь, смешав их с маслом и водой.

Наблюдения и результаты
В этом упражнении вы объединили масло и воду, а затем наблюдали, как добавление средства для мытья посуды изменило свойства этой смеси.Сначала вы должны были заметить, что когда вы добавляли масла в воду, они не смешивались. Вместо этого масло создавало слой на поверхности воды. Это потому, что масло менее плотное, чем вода, и поэтому оно всплывает на поверхность. Когда вы встряхивали бутылку с маслом и водой, вы могли заметить, что масло распалось на крошечные шарики. Однако эти шарики не смешивались с водой. После того, как вы оставите бутылку с маслом и водой на 10 минут, вы должны были заметить, что масло и вода снова начали разделяться почти сразу, а еще через 10 минут в вашей бутылке снова были два отдельных слоя.

Напротив, вы должны были обнаружить, что встряхивание бутылки «Масло + вода + мыло» приводило к образованию большого количества пены, но вместо того, чтобы сразу начать разделяться, смесь была мутного желтого цвета. В конце концов масло и вода должны были снова разделиться на два слоя, но эти слои должны были казаться менее отчетливыми и более мутными, чем слои в вашей бутылке с маслом и водой.

Разница между двумя бутылками возникает из-за добавления средства для мытья посуды в бутылку «Масло + вода + мыло». Молекулы моющего средства могут образовывать связи как с молекулами воды, так и с молекулами масла.Следовательно, хотя масло и вода технически не смешиваются друг с другом, молекулы средства для мытья посуды действуют как мост между молекулами масла и воды. В результате молекулы масла и воды не разделены четко в бутылке. Вместо этого вы видите мутную смесь, образовавшуюся в результате масляных, мыльных и водных цепочек, которые вы создали при добавлении средства для мытья посуды.

Больше, чтобы изучить
Goo-Be-Gone: Очистка разливов нефти, от приятелей науки
Сделайте свою собственную лавовую лампу, от Scientific American
Химия чистоты: сделайте собственное мыло для изучения синтеза мыла, от Science Друзья
Научные занятия для всех возрастов !, from Science Buddies

Эта деятельность предоставлена вам в сотрудничестве с Science Buddies

Почему масло не смешивается с водой?

Разливы масла и заправки для салатов демонстрируют важный научный урок: масло и вода не смешиваются.Причины этого явления связаны с мельчайшими частицами, входящими в состав каждого из этих веществ. Молекулярная структура воды и масла определяет способ их взаимодействия друг с другом. Вопреки распространенному мнению, масло и вода не отталкивают друг друга. Взгляд на их основные свойства показывает, почему они разделяются.

Полярность и неполярность молекул

Взаимодействие воды и масла происходит в результате электрического заряда молекул воды. Молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода, отсюда и ее научное название «h30».«Атомы водорода излучают положительный электрический заряд на одном конце молекулы, а атомы кислорода снимают отрицательный электрический заряд на другой стороне. По этой причине ученые называют молекулы воды« полярными ». Молекулы масла не содержат заряда , что означает, что они неполярны.

Притяжение молекул

Атомы с отрицательным зарядом притягивают атомы с положительным зарядом. Таким образом, отрицательно заряженный атом кислорода на конце одной молекулы воды притягивает положительно заряженные атомы водорода на конце другой .Они создают соединение, называемое «водородной связью». Из-за электрического заряда молекул воды молекулы масла проявляют более сильное притяжение к воде, чем к другим молекулам масла. Вот почему масло имеет тенденцию образовывать тонкую пленку при попадании небольшого количества масла в воду. Молекулы масла пытаются распространиться, чтобы прикрепиться к воде, вместо того, чтобы создавать плотный шар из молекул масла, прикрепленных друг к другу.

Молекулы воды слипаются

Из-за своей полярности молекулы воды обладают более сильным притяжением друг к другу, чем к молекулам масла.Молекулы масла пытаются соединиться с водой, но водородные связи, соединяющие молекулы воды вместе, остаются слишком прочными, чтобы впустить их. Если протянуть через поверхность воды, масло растянется до слоя толщиной в одну молекулу, поскольку каждая молекула масла пытается прикрепиться сам поливать. При встряхивании в воде молекулы масла образуют отдельные шары, потому что связи, удерживающие молекулы воды вместе, нелегко разорвать, чтобы пропустить их внутрь.

Почему масло плавает в воде

Поскольку молекулы воды не пропускают молекулы масла через связи друг с другом , масло отталкивается от центра воды.Вы не найдете сосуд с водой с маслом, расположенный посередине — молекулы воды не разделятся, чтобы учесть этот сценарий. Молекулы воды имеют более высокую плотность, чем молекулы масла, а это означает, что они весят больше. Поскольку он легче, масло поднимается наверх. При перемешивании масло и вода всегда снова разделяются с маслом сверху.

Почему нельзя смешивать масло и воду?

Когда дело доходит до ладить, иногда люди похожи на две горошины в стручке. Это означает, что они прекрасно ладят и тусуются.Другие люди могут ладить, как кошки и собаки. Если вы когда-нибудь видели, как собака гоняется за кошкой, то вы знаете, что они не всегда очень хорошо ладят. Кошки и собаки подобны маслу и воде: они просто не смешиваются!

Но почему нельзя смешивать масло и воду? Неужели тысячи лет назад между нефтью и водой произошла большая битва, из-за которой они вечно ненавидели друг друга? Нет, насколько нам известно, между нефтью и водой никогда не было большой борьбы. Они просто не смешиваются. Вы готовы разобраться в этой загадке?

Молекулы воды — полярные молекулы.Это означает, что один конец молекулы имеет положительный заряд, а другой конец — отрицательный. Это позволяет молекулам воды соединяться друг с другом. С другой стороны, молекулы масла неполярны.

Однако неполярные молекулы хорошо смешиваются только с другими неполярными молекулами. Это объясняет, почему масло плохо смешивается с водой.Их молекулы не могут связываться.

Вы когда-нибудь встряхивали бутылку с маслом и водой? Если да, то вы знаете, что эти двое действительно смешивались в течение короткого времени. Это потому, что вы нанесли эмульсию.Вы заставили жидкости смешаться друг с другом. Однако такое смешивание длится недолго! Если вы посмотрите на бутылку еще раз примерно через минуту, вы увидите, что вода и масло снова разделились.

Вы можете заставить масло и воду смешиваться вместе в течение более длительного периода времени. Вам просто нужно добавить эмульгатор. Это молекула с одним концом, у которого один полярный конец и один неполярный конец. Яичные желтки — обычные эмульгаторы. Как и мыло! Он притягивает масло с одного конца и воду с другого. Вот что он делает, когда чистит вам руки!

В следующий раз, когда вы будете в ресторане, поищите на столе емкость с маслом и уксусной заправкой.Все масло наверху? Это потому, что уксус смешан с водой. Хорошо встряхните и посмотрите, что произойдет!

Стандарты: NGSS.PS1.A, NGSS.PS1.B, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.10, CCRA.SL.1

Почему масло и вода не смешиваются? — Химия для детей

Что происходит при смешивании масла и воды?

Нефть и вода имеют разную плотность

Первая причина того, что вода и масло не смешиваются, заключается в том, что их молекулы упакованы по-разному.Молекулы воды упакованы очень плотно. (Было бы хорошо показать плотно упакованные молекулы воды) В одном стакане воды молекул больше, чем количество известных звезд во Вселенной!

Это означает, что если мы возьмем равные части воды и масла, то будет больше молекул воды, чем масла. Это также означает, что он всегда будет тонуть под маслом.

Плата за нефть и воду

Есть еще одна причина, по которой они не могут смешиваться друг с другом. Полярность.Полярность означает, что молекула заряжена положительно на одном конце и отрицательно заряжена на другом. Вода — полярная молекула. Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода каждый.

Поскольку притягиваются только противоположности, молекулы воды прилипают друг к другу.

Полярные молекулы растворяются только в полярных растворителях. Точно так же неполярные молекулы растворяются только в неполярных растворителях. Масло состоит из неполярных молекул. Он имеет оболочку из отрицательных зарядов или электронов, окружающих молекулу.

Моющие средства и мыло помогают нам удалять жир и грязь с посуды и нашего тела. Жирные перья и пальто помогают животным, живущим в морях и реках, оставаться в тепле, поскольку масло защищает их кожу от холодной воды.

6.3.1: Энтропия и растворимость: почему нельзя смешивать масло и воду?

Энтропия и растворимость: почему нельзя смешивать масло и воду?

¹¹³ Тот факт, что масло и вода не смешиваются, хорошо известен. Это даже стало общей метафорой для других вещей, которые не смешиваются (люди, вероисповедания и т. Д.). Что не так хорошо известно, так это почему? Нефть — это общее название группы соединений, многие из которых являются углеводородами или содержат углеводородоподобные области.Масла — хорошо — маслянистые, они скользкие и (что может показаться утомительным) не могут смешиваться с водой. Молекулы оливкового или кукурузного масла обычно имеют длинную углеводородную цепь из примерно 16-18 атомов углерода. Эти молекулы часто имеют полярные группы, называемые сложными эфирами (группы атомов, содержащие связи C — O) на одном конце. ¹¹⁴ Если в цепи содержится более шести атомов углерода, эти группы не сильно влияют на растворимость в воде, так же как отдельные группы O-H в большинстве спиртов не сильно влияют на растворимость.Таким образом, масляные молекулы в основном неполярны и взаимодействуют друг с другом, а также с другими молекулами (включая молекулы воды), в первую очередь посредством лондонских дисперсионных сил (LDF). Когда молекулы масла диспергированы в воде, их взаимодействия с молекулами воды включают как LDF, так и взаимодействия между диполем воды и индуцированным диполем на молекулах масла. Такие диполь-индуцированные дипольные взаимодействия обычны и могут быть значительными. Если бы мы оценили изменение энтальпии, связанное с диспергированием масляных молекул в воде, мы бы обнаружили, что ΔH приблизительно равна нулю для многих систем.Это означает, что энергия, необходимая для разделения молекул в растворителе и растворенном веществе, примерно равна энергии, высвобождаемой при образовании новых взаимодействий растворитель-растворенное вещество.

Помните, что изменение энтропии, связанное с простым перемешиванием молекул, положительно. Итак, если изменение энтальпии, связанное со смешением масла и воды, приблизительно равно нулю, а энтропия смешения обычно положительна, почему тогда масло и вода не смешиваются? Похоже, что единственная оставшаяся возможность состоит в том, что изменение энтропии, связанное с растворением молекул масла в воде, должно быть отрицательным (таким образом, делая ΔG положительным.Более того, если мы рассредоточиваем молекулы масла в водном растворе, смешанная система самопроизвольно разделяется (не смешивается). Кажется, это процесс, требующий работы. Какая сила движет этой работой?

Будьте уверены, существует немистическое объяснение, но оно требует мышления как на молекулярном, так и на системном уровне. Когда молекулы углеводородов диспергированы в воде, молекулы воды перестраиваются, чтобы максимально увеличить количество водородных связей, которые они образуют друг с другом. Они образуют каркасную структуру вокруг каждой молекулы углеводорода.Эта клетка из молекул воды вокруг каждой молекулы углеводорода представляет собой более упорядоченное расположение, чем в чистой воде, особенно когда мы подсчитываем и складываем вместе все отдельные клетки! Это скорее похоже на расположение молекул воды во льду, хотя и ограничено областями вокруг молекулы углеводорода. Это более упорядоченное расположение приводит к снижению энтропии. Чем больше молекул масла рассеивается в воде, тем больше уменьшается энтропия. С другой стороны, когда молекулы масла слипаются, площадь «упорядоченной воды» уменьшается; затрагивается меньшее количество молекул воды.Следовательно, происходит увеличение энтропии, связанное со скоплением молекул масла — идея совершенно нелогичная! Это увеличение энтропии приводит к отрицательному значению –TΔS из-за отрицательного знака. Следовательно, в отсутствие каких-либо других факторов система перемещается, чтобы минимизировать взаимодействия между молекулами нефти и воды, что приводит к образованию отдельных фаз нефти и воды. В зависимости от относительной плотности веществ масляная фаза может быть выше или ниже водной фазы.Это энтропийное разделение молекул масла и воды обычно называют гидрофобным эффектом. Конечно, молекулы масла не боятся (не боятся) воды, и они не отталкивают молекулы воды. Напомним, что все молекулы будут притягиваться друг к другу посредством лондонских дисперсионных сил (если у них нет постоянного и аналогичного электрического заряда).

Нерастворимость масла в воде контролируется в основном изменениями энтропии, поэтому на нее напрямую влияет температура системы.При низких температурах можно стабилизировать смеси воды и углеводородов. В таких смесях, которые известны как клатраты, молекулы углеводородов окружены стабильными клетками из молекул воды (льда). Напомним, что в кристаллической структуре льда есть относительно большие открытые пространства. Молекулы углеводородов помещаются в эти отверстия, что позволяет предсказать максимальный размер молекул углеводородов, которые могут образовывать клатраты. Например, некоторые океанические бактерии производят Ch5 (метан), который затем растворяется в холодной воде с образованием клатратов метана.По оценкам ученых, количество клатратов метана составляет от двух до десяти раз больше, чем у обычных ресурсов природного газа. ¹¹⁵

Почему жизнь зависит от воды

Результаты обучения

Опишите свойства воды, которые имеют решающее значение для поддержания жизни

Рис. 1. Как видно на этом изображении нефти и воды, нефть является неполярным соединением и, следовательно, не растворяется в воде. Масло и вода не смешиваются.

Вы когда-нибудь задумывались, почему ученые тратят время на поиски воды на других планетах? Это потому, что вода необходима для жизни; даже мельчайшие следы ее на другой планете могут указывать на то, что жизнь могла существовать или существовала на этой планете. Вода — одна из наиболее распространенных молекул в живых клетках и наиболее важная для жизни, какой мы ее знаем. Примерно 60–70 процентов вашего тела состоит из воды. Без него жизни просто не было бы.

Вода полярная

Атомы водорода и кислорода в молекулах воды образуют полярные ковалентные связи.Общие электроны проводят больше времени, связанного с атомом кислорода, чем с атомами водорода. У молекулы воды нет общего заряда, но есть небольшой положительный заряд на каждом атоме водорода и небольшой отрицательный заряд на атоме кислорода. Из-за этих зарядов слегка положительные атомы водорода отталкиваются друг от друга и образуют уникальную форму, показанную на рисунке 2. Каждая молекула воды притягивает другие молекулы воды из-за положительных и отрицательных зарядов в разных частях молекулы.Вода также притягивает другие полярные молекулы (например, сахара), образуя водородные связи. Когда вещество легко образует водородные связи с водой, оно может растворяться в воде и называется гидрофильным («любящим воду»). Водородные связи не образуются легко с неполярными веществами, такими как масла и жиры (рис. 1). Эти неполярные соединения являются гидрофобными («водобоязненными») и не растворяются в воде.

Рис. 2. Водородные связи образуются между слегка положительными (δ +) и слегка отрицательными (δ–) зарядами полярных ковалентных молекул, таких как вода.

Вода стабилизирует температуру

Водородные связи в воде позволяют ей поглощать и отдавать тепловую энергию медленнее, чем многие другие вещества. Температура — это мера движения (кинетической энергии) молекул. По мере увеличения движения увеличивается энергия и, следовательно, выше температура. Вода поглощает много энергии, прежде чем ее температура повышается. Повышенная энергия разрушает водородные связи между молекулами воды. Поскольку эти связи могут создаваться и быстро разрушаться, вода поглощает увеличение энергии, а температура изменяется лишь минимально.Это означает, что вода смягчает изменения температуры внутри организмов и окружающей их среды. По мере того, как подвод энергии продолжается, баланс между образованием и разрушением водородных связей смещается в сторону разрушения. Связей разорвано больше, чем образовано. Этот процесс приводит к высвобождению отдельных молекул воды на поверхности жидкости (например, в водоеме, листьях растений или коже организма) в процессе, называемом испарением. Испарение пота, который на 90 процентов состоит из воды, позволяет охладить организм, поскольку разрыв водородных связей требует затрат энергии и отводит тепло от тела.

И наоборот, по мере того, как движение молекул уменьшается и температура падает, требуется меньше энергии для разрыва водородных связей между молекулами воды. Эти связи остаются неповрежденными и начинают образовывать жесткую решетчатую структуру (например, лед) (рис. 3а). В замороженном состоянии лед менее плотен, чем жидкая вода (молекулы находятся дальше друг от друга). Это означает, что лед плавает на поверхности водоема (рис. 3b). В озерах, прудах и океанах на поверхности воды образуется лед, создавая изолирующий барьер для защиты находящихся под ними животных и растений от замерзания в воде.Если бы этого не произошло, растения и животные, живущие в воде, замерзли бы в глыбе льда и не могли бы свободно передвигаться, что сделало бы жизнь при низких температурах трудной или невозможной.

Рис. 3. (a) Решетка льда делает его менее плотным, чем свободно текущие молекулы жидкой воды. Меньшая плотность льда позволяет ему (б) плавать по воде. (кредит А: модификация работы Джейн Уитни; кредит Б: модификация работы Карлоса Понте)

Вода — отличный растворитель

Поскольку вода является полярной, с небольшими положительными и отрицательными зарядами, ионные соединения и полярные молекулы могут легко растворяться в ней.Следовательно, вода — это то, что называют растворителем, то есть вещество, способное растворять другое вещество. Заряженные частицы образуют водородные связи с окружающим слоем молекул воды. Это называется сферой гидратации и служит для отделения или диспергирования частиц в воде. В случае поваренной соли (NaCl), смешанной с водой (рис. 4), ионы натрия и хлора разделяются или диссоциируют в воде, и вокруг ионов образуются сферы гидратации.

Рисунок 4.Когда поваренная соль (NaCl) смешивается с водой, вокруг ионов образуются сферы гидратации.

Положительно заряженный ион натрия окружен частично отрицательными зарядами атомов кислорода в молекулах воды. Отрицательно заряженный хлорид-ион окружен частично положительными зарядами атомов водорода в молекулах воды. Эти сферы гидратации также называют гидратными оболочками. Полярность молекулы воды делает ее эффективным растворителем и играет важную роль в ее многочисленных функциях в живых системах.

Вода липкая

Рис. 5. Вес иглы на поверхности воды понижает поверхностное натяжение; в то же время поверхностное натяжение воды тянет ее вверх, удерживая иглу на поверхности воды и не давая ей утонуть. Обратите внимание на углубление в воде вокруг иглы. (Кредит: Кори Занкер)

Вы когда-нибудь наполняли стакан воды до самого верха, а затем медленно добавляли еще несколько капель? Прежде чем переливаться через край, вода фактически приобретает куполообразную форму над краем стакана.Эта вода может оставаться над стеклом благодаря свойству сцепления. В когезии молекулы воды притягиваются друг к другу (из-за водородных связей), удерживая молекулы вместе на границе раздела жидкость-воздух (газ), хотя в стекле больше нет места. Сплоченность вызывает поверхностное натяжение, способность вещества противостоять разрыву, когда оно находится под действием напряжения или напряжения. Когда вы роняете небольшой клочок бумаги на каплю воды, бумага плавает поверх капли, хотя объект плотнее (тяжелее) воды.Это происходит из-за поверхностного натяжения, создаваемого молекулами воды. Сплоченность и поверхностное натяжение сохраняют молекулы воды нетронутыми, а предмет — плавающим наверху. Можно даже «поставить» стальную иглу на поверхность стакана с водой, если вы поместите ее осторожно, не нарушая поверхностного натяжения (рис. 5).

Эти силы сцепления также связаны со свойством адгезии воды или притяжением между молекулами воды и другими молекулами. Это наблюдается, когда вода «поднимается» по соломке, помещенной в стакан с водой.Вы заметите, что вода кажется выше по бокам соломинки, чем в середине. Это связано с тем, что молекулы воды притягиваются к соломке и, следовательно, прилипают к ней.

Силы сцепления и сцепления важны для поддержания жизни. Например, из-за этих сил вода может течь вверх от корней к верхушкам растений, чтобы прокормить растение.

Видеообзор

Практический вопрос

Какое из следующих утверждений не соответствует действительности ?

Вода полярная.
Вода стабилизирует температуру.
Вода необходима для жизни.
Вода — самый распространенный атом в атмосфере Земли.

Показать ответ

Утверждение d неверно. Вода — не самый распространенный атом в атмосфере Земли, в отличие от азота.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Жидкостно-жидкие растворы | Химия для неосновных

Цели обучения

Опишите растворимость неполярных соединений в воде.

Растворяется ли масло в воде?

Разлив нефти Deepwater Horizon, любезно предоставлен НАСА.

В 2010 году произошел крупный разлив нефти, когда взрыв на буровой установке в Мексиканском заливе выбросил миллионы галлонов сырой нефти в Персидский залив. Нефть — это прежде всего смесь углеводородов (органических соединений, состоящих только из атомов углерода и водорода). Благодаря своему составу масло не растворяется в воде. В результате была загрязнена значительная часть Мексиканского залива, а также значительная часть береговой линии в пострадавшем районе.

Жидкостно-жидкие растворы

Неполярные соединения не растворяются в воде. Силы притяжения, действующие между частицами в неполярном соединении, являются слабыми дисперсионными силами. Однако неполярные молекулы больше притягиваются к себе, чем к полярным молекулам воды. Когда неполярная жидкость, такая как масло, смешивается с водой, образуются два отдельных слоя, потому что жидкости не растворяются друг в друге (рисунок ниже). Когда другая полярная жидкость, такая как этанол, смешивается с водой, они полностью смешиваются и растворяются друг в друге.Жидкости, растворяющиеся друг в друге во всех пропорциях, называются смешиваемыми . Жидкости, которые не растворяются друг в друге, называются несмешивающимися . Общее правило определения способности одного вещества растворять другое — «подобное растворяется в подобном». Неполярное твердое вещество, такое как йод, растворяется в неполярной жидкости для зажигалок, но не растворяется в полярной воде.

Рис. 1. При смешивании вода и масло образуют отдельные слои, потому что неполярное масло не растворяется в полярном.Масло образует верхний слой, потому что он менее плотный, чем вода. Flickr: Yortw.

Для молекулярных соединений основным фактором, способствующим растворению материала в воде, является способность образовывать водородные связи с водным растворителем. Небольшие соединения, такие как метанол, этанол, уксусная кислота и ацетон, имеют полярные группы, которые могут взаимодействовать с полярным H воды. Однако по мере увеличения неполярной части молекулы растворимость в воде падает. Неполярная часть молекулы все больше отталкивается от воды и в конечном итоге перекрывает взаимодействие полярного компонента с водой.

Основные выводы

Неполярные молекулы обычно не растворяются в воде.
Неионизированная молекула должна быть относительно полярной, чтобы взаимодействовать с молекулами воды.

Почему масло не смешивается с водой

—>СТАТИСТИКА —>

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

Наши спонсоры

Ответ

Проверено экспертом

Ответ

Масло и вода не смешиваются почему

Взболтать, но не смешивать / Хабр

1. Рафинированное растительное масло:

2. Подкрашенная голубой краской вода H

4. Расплавленный галлий Ga:

5. И последнее вещество — перфтородекалин (perfluorodecalyn) C

6. Конечное состояние

Написал конструктор, напиши и деструктор

Почему масло и вода не смешиваются ?

Почему масло не смешивается с водой

—>СТАТИСТИКА —>

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

Наши спонсоры

Ответ

Проверено экспертом

Ответ

Смерть масла и моторов: убийца найден

1

Головка блока от пострадавшего «Фольксвагена-Тигуан». Менее чем за 3000 км пробега масло превратилось в жуткую бодягу.

Поршень двигателя, отработавший 180 моточасов на нормальной синтетике.

Поршень страдальца, отмучившегося на пораженном масле. С момента заливки прошло всего 40 моточасов.

ЛОЖНЫЙ СЛЕД

ТОПЛИВО — ОПРАВДАТЬ!

ПОДОЗРЕВАЕТСЯ ВОДА

ПОПАЛСЯ!!!

Детский исследовательский проект «Почему масло не растворяется в воде?» | Проект по окружающему миру (старшая группа):

Почему масло не растворяется в воде?

Почему масло и вода не смешиваются

Что такое нефть?

Почему нельзя смешивать масло и воду?

Почему масло плавает?

Практическая сторона

Почему масло и вода не смешиваются? — Химия для детей

Что происходит при смешивании масла и воды?

Нефть и вода имеют разную плотность

Плата за нефть и воду

Почему нельзя смешивать масло и воду?

Масло и вода не смешиваются

Новый материал буквально отталкивает воду и масло

ВСЕ ДЕЛО В СМАЧИВАНИИ | Наука и жизнь

Как правильно пользоваться гидрофильным маслом для умывания

Чем полезно гидрофильное масло?

Как часто можно пользоваться гидрофильным маслом?

Как правильно пользоваться гидрофильным маслом для лица?

Для снятия макияжа

Для умывания

Пошаговая инструкция по применению гидрофильного масла для очищения кожи

Обзор очищающих гидрофильных масел для лица

Пройдет и огонь, и воду

типы и рекомендации по применению

Какие проблемы решает качественное масло для террас

Виды защитно-декоративных покрытий для террас

Органорастворимые и экологичные террасные масла для дерева

Ассортимент масел для террас

Рекомендации по применению средств

Очистка и обновление деревянной террасы

Смешайте с маслом и водой

Почему масло не смешивается с водой?

Полярность и неполярность молекул

Притяжение молекул

Молекулы воды слипаются

Почему масло плавает в воде

Почему нельзя смешивать масло и воду?

Почему масло и вода не смешиваются? — Химия для детей

Что происходит при смешивании масла и воды?

Нефть и вода имеют разную плотность

Плата за нефть и воду

6.3.1: Энтропия и растворимость: почему нельзя смешивать масло и воду?

Энтропия и растворимость: почему нельзя смешивать масло и воду?

Почему жизнь зависит от воды

Результаты обучения