Він тоне чи плаває? Залежить від мила!

Мильна наукова діяльність від Science Buddies

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Ключові поняття
Хімія
Поверхневе натягнення
ПАР
Молекули
Хімічні зв’язки

Вступ
Якщо ви коли-небудь мили посуд, ви знаєте, як правильно мило для посуду може значно полегшити брудну роботу. Ви коли-небудь замислювались, як мило для посуду здатне чистити посуд набагато ефективніше, ніж лише вода? Як і багато побутових миючих засобів, мило для посуду є поверхнево-активною речовиною - воно допомагає розбивати залишки їжі на тарілках, полегшуючи розчинення частинок їжі у воді. Це мило також розбиває самі молекули води, що призводить до досить цікавої кухонної науки! Під час цього заняття ви побачите деякі дивовижні властивості мила для посуду у воді!

Передумови
Гігантські кораблі, люди та гумові качки можуть плавати на поверхні води завдяки одній дуже важливої рисі молекул води: водневим зв’язкам! Молекули води сильно чіпляються одна за одну, утворюючи ці зв’язки з однієї молекули на іншу. Вони дозволяють молекулам води на поверхні води поводитись як мембрана, яка навіть може витримати вагу дрібних предметів, таких як комахи-стридери. Ця властивість води відома як поверхневий натяг. Ви, напевно, багато разів у своєму житті спостерігали це явище. Ви коли-небудь помічали жодну краплю води, яка сиділа на лобовому склі вашого автомобіля? Замість того, щоб вирівнюватися або розбризкуватися, ці краплі дощу здатні тримати сферичну форму, оскільки молекули води, що містять дощову краплю, більше притягуються одна до одної, ніж до лобового скла вашого автомобіля. В результаті ці молекули міцно тримаються одна за одної, утворюючи сферичну форму краплі дощу.

Поверхнево-активні речовини, такі як мило для посуду, руйнують поверхневий натяг води. В результаті предмети, що плавають у воді, заглиблюються або змінюють форму у міру зміни поверхневого натягу. У цій діяльності ви дослідите, як поверхневий натяг впливає на поведінку предметів у воді - і чому це так важливо!

Матеріали

Чаша
Води, достатньої для заповнення чаші хоча б наполовину
Рідке мило для посуду
Гумка
Металевий швейний штифт

Підготовка

Наповніть свою миску принаймні наполовину водою.

Процедура

Покладіть гумку на стіл або іншу рівну поверхню. Зверніть увагу на його форму, коли вона сідає на стіл.
Помістіть гумку в миску з водою. Зверніть увагу на форму гумки, коли вона знаходиться у воді. Чи виглядає це інакше, ніж коли було на столі? Якщо так, то що в цьому різне?
Помістіть шпильку у воду в центрі гумки. Опускається чи плаває штифт?
Капніть кілька крапель рідини для миття посуду у воду, оточену гумкою. Зверніть увагу на форму гумки. Щось із цим змінилося, коли ви додали рідке мило?
Поспостерігайте за шпилькою. Якщо воно все ще плаває, додайте ще кілька крапель рідкого мила для миття посуду. Чи штифт продовжує плавати, або він тоне? Чому, на вашу думку, це саме так?

Спостереження та результати
У цій діяльності ви використовували мило для миття посуду, щоб дослідити, як поверхневий натяг впливає на поведінку предметів, що плавають у воді.

На початку заняття ви мали помітити гумку і шпильку, що плавали на поверхні води. Вони плавають, оскільки молекули води тримаються одна за одну таким чином, що створює поверхневий натяг. Ця властивість дозволяє плавати на воді багатьом речам, включаючи гумку та шпильку. Ви також повинні були помітити, що гумка мала вільну або неправильну форму. Він не містив ідеально круглого кола, а натомість плавав у формі, подібній до того, як він виглядав до того, як покласти його у воду.

Однак, коли ви додавали мило для миття посуду, вам слід було спостерігати за зміною поведінки гумки та шпильки: стрічка раптом мала вискочити на коло. Крім того, ви повинні були помітити, що додавання мила для посуду призвело до того, що штифт опустився на дно чаші, а не плавав.

Обидва ці результати трапляються з тієї самої причини - і ви, напевно, вже здогадалися, що це пов’язано з милом для миття посуду, яке є поверхнево-активною речовиною і призначене для знищення поверхневого натягу води. Це допомагає зробити його чудовим миючим засобом. Після того, як ви додали рідину для миття посуду в центр гумки, поверхневий натяг на внутрішній стороні стрічки руйнувався. Однак вода на зовнішній стороні стрічки не контактувала з милом для миття посуду. У результаті вода на зовнішній стороні стрічки все ще мала сильний поверхневий натяг, що змусило її витягувати гумку назовні у всіх напрямках. Це змусило гумку раптово вискочити у форму кола.

Подібним чином, після того, як ви додали мило у воду, ви мали бачити, як штифт опускався на дно чаші. Оскільки мило руйнувало поверхневий натяг, вода більше не могла витримати вагу шпильки.

Ця діяльність була надана вам у партнерстві з Science Buddies