Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom een ​​druppel olie stuitert in de water/ethanolgradiënt en uiteindelijk in de onderste pot valt

Het gedrag van een druppel olie in een water/ethanolgradiënt wordt beïnvloed door verschillende factoren die verband houden met dichtheid en oppervlaktespanning. Hier volgt een uitleg van de waargenomen verschijnselen:

1. Initiële bounce :Wanneer een druppel olie in de water/ethanolgradiënt wordt gebracht, ondervindt deze aanvankelijk een stuiterend effect. Dit komt omdat de olie een lagere dichtheid heeft dan zowel water als ethanol, waardoor deze op het oppervlak van de gradiënt drijft. De oppervlaktespanning van het mengsel van water en ethanol creëert een barrière die voorkomt dat de olie onmiddellijk zinkt.

2. Dichtheidsgradiënt :Terwijl de oliedruppel op het oppervlak zit, begint deze in wisselwerking te treden met de water- en ethanolmoleculen. De ethanolmoleculen diffunderen geleidelijk in de oliedruppel, waardoor de dichtheid toeneemt. De dichtere oliedruppel wordt gevoeliger voor de zwaartekracht.

3. Oppervlaktespanningsgradiënt :Tegelijkertijd varieert de oppervlaktespanning van het water/ethanolmengsel over de gradiënt. In gebieden met een hogere ethanolconcentratie is de oppervlaktespanning doorgaans lager. Terwijl de oliedruppel langs de gradiënt beweegt, komt hij gebieden met een lagere oppervlaktespanning tegen. Deze verminderde oppervlaktespanning verzwakt de barrière die het zinken van de olie verhinderde.

4. Naar de bodem vallen :Uiteindelijk zorgt het gecombineerde effect van toenemende dichtheid en afnemende oppervlaktespanning ervoor dat de oliedruppel de opwaartse kracht overwint. De oliedruppel wordt dichter dan de omringende vloeistof en doorbreekt de oppervlaktespanningsbarrière. Als gevolg hiervan valt het naar de onderste pot, waar de ethanolconcentratie het hoogst is en de dichtheid van de vloeistof het dichtst bij die van de olie ligt.

Samenvattend wordt het stuiteren van de oliedruppel en de uiteindelijke val ervan naar de onderste pot bepaald door de dichtheidsgradiënt en de oppervlaktespanningsgradiënt in het water/ethanolmengsel. De druppel drijft aanvankelijk vanwege zijn lagere dichtheid en de oppervlaktespanningsbarrière, maar naarmate hij in wisselwerking staat met de gradiënt, neemt de dichtheid toe terwijl de oppervlaktespanning afneemt, waardoor hij zinkt en zich op de bodem nestelt.