Коли ви поміщаєте в рідину твердий предмет, такий як намистинка або камінь, він плаває нагорі, або опускається на дно. У нашому сьогоднішньому досвіді намистинки і не спливають і не тонуть повністю. Вони плавають точно посередині рідини.
Приладдя для досвіду
Для того, щоб зробити пляшку з чарівними намистинками, вам знадобляться наступні речі:
- пляшка,
- два види бісеру,
- дистильована вода,
- ізопропіловий спирт (ізопропанол),
- поварена сіль.
Кожен матеріал з них буде описано більш докладно нижче. В додаток до цього вам знадобиться мірна чашка, ложка для перемішування і ваги або набір мірних ложок, якщо у вас немає ваг. Воронка для заливання рідини в пляшку зручна, але не дуже потрібна.
Вам знадобиться пляшка, переважно прозора та нефарбована, і надійно зачинені. Вона може бути будь-якого зручного обсягу, але чим більше він, тим більше інших інгредієнтів вам знадобиться. Пляшка об’ємом 1 літр є найбільшою, яку можна використовувати, тому що великі пляшки будуть важкими при заповненні. Найменша — 100 мілілітрів, тому що менша пляшка буде утримувати занадто мало бусинок і створювати менш привабливий ефект. Пластикова пляшка краще, ніж скло, бо вона не розіб’ється якщо ви раптом упустите її.
Немає необхідності шукати нову пляшку. Ви можете використовувати ту, яка у вас вже є. Напої, шампунь, рослинне масло, оцет і багато інші продукти поставляються в безбарвних прозорих пляшках. Якщо ви повторно використовуєте пляшку, її необхідно ретельно очистити. Якщо в ньому міститься масляниста субстанція, обов’язково вимийте її кілька разів мильною водою, щоб видалити все масло. Промийте пляшку, яку ви використовуєте чистою водопровідною водою кілька разів. Частково заповніть пляшку водою, закрийте її і енергійно струсіть. Після струшування, якщо бульбашки всередині залишаються довше секунди, знову промийте пляшку і продовжуйте промивати її до тих пір, поки бульбашки не стануть зникати негайно, коли ви перестанете струшувати.
Нам потрібні два види пластикових бусин. Обидва доступні в більшості магазинів для хобі. Перший вид бісеру називається намистинами поні. Вони бувають різних кольорів. Ви можете використовувати будь-який колір, який вам подобається, хоча всі вони повинні бути одного кольору, щоб зробити самий яскравий ефект. Другий вид — намистинки перлера. Вони використовуються в збірках, які можуть бути об’єднані в одну деталь, тому вони виготовлені з іншого матеріалу, ніж намистини поні. Вони також мають різні кольори. Ви повинні вибрати колір, відмінний від кольору намистин поні. Кількість бусинок, що нам знадобиться, буде залежати від розміру використовуваної пляшки. Для півлітрової пляшки вам буде потрібно від 100 до 120 намистин кожного типу. Для маленьких пляшок вам знадобиться менше бусинок.
Однієї з рідин в пляшці є розчин солі. Щоб зробити його самостійно, вам необхідно використовувати дистильовану воду. Водопровідна вода недостатньо чиста. Мінерали у водопровідній воді можуть зробити рідина в пляшці каламутною. Вам знадобиться досить дистильованої води, щоб заповнити половину пляшки, а також трохи більше для очищення пляшки. Наприклад, якщо у вас є півлітрова пляшка, вам буде потрібно не менше 250 мл дистильованої води.
Іншою рідиною в пляшці є ізопропіловий спирт. Його можна купити в декількох різних концентраціях (50%, 70%, 91%). Нам потрібно використовувати ізопропіловий спирт, не менш ніж 91%. Вам знадобиться такий же самий обсяг спирту, що і дистильованої води.
Останнім інгредієнтом для експерименту є чиста кухонна сіль, натрію хлорид, без будь-яких добавок. Інші види солі, такі як йодована або морська сіль, містять інші мінерали, які можуть зробити рідина каламутною. Кількість солі, яка вам потрібна, буде залежати від розміру пляшки. Для пляшки 0,5 л вам знадобиться близько 75 грамів солі.
Проведення досвіду
Заповніть пляшку приблизно наполовину дистильованою водою. Вилийте воду в мірну чашку, щоб визначити об’єм води. Для кожної половини чашки (125 мл) дистильованої води додати 28 г солі. Якщо у вас немає точних ваг, ви можете підібрати необхідну кількість, вимірюючи об’єм дрібно гранульованої солі і складемо пропорцію. Наприклад, якщо у вас є 200 мл води, то ви повинні використовувати 42 грами або 6 чайних ложок повареної солі. Для 250 мл води, вам знадобляться 8 чайних ложок солі.
Далі потрібно перемішувати розчин до тих пір, поки вся сіль не розчиниться. Потім вилийте достатню кількість розчину назад у пляшку, наповнивши пляшку трохи менше половини. (Об’єм сольового розчину буде більше, ніж початковий об’єм води, тому він вам не знадобиться повністю). Влийте рівний обсяг ізопропілового спирту в пляшку так, щоб пляшка була заповнена на 80-90% (вам треба залишити місце для намистин, які ми додамо пізніше). Коли ви додаєте спирт, вміст пляшки може стати мутним; не варто хвилюватися — все нормально. Закрийте пляшку і обережно переверніть її кілька разів, щоб перемішати вміст, потім залиште її, щоб рідина заспокоїлася. Поступово вона стане прозорою.
Відкрийте пляшку і помістіть в неї одну з намистин поні. Бусинка буде тонути і зупиниться там, де зустрічаються дві рідини. Продовжуйте додавати намистини поні, поки не отримаєте шар товщиною близько 1 см. Додайте бусинку перлер. Вона розташується поверх намистин поні. Продовжуйте додавати намистинки Перлера, створюючи шар з тієї ж товщину, що і намистини поні. Закрийте пляшку.
Акуратно струсніть пляшку і відкладіть її в сторону. Намистини поні впадуть на дно, а намистинки перлера спливуть наверх. Через кілька секунд намистини поні почнуть підніматися вгору, а намистинки перлера тонути. Два види намистинок будуть продовжувати підніматися і опускатися до тих пір, поки вони не зберуться знову у середині пляшки.
Що сталося
Ми використовували дві рідини — концентрований розчин солі (хлорид натрію) у воді та ізопропіловий спирт. Ці дві рідини, що не змішуються. Хоча ізопропіловий спирт повністю змішується з чистою водою, сіль, розчинена у воді, перешкоджає змішуванню.
Сольовий розчин щільніше, ніж ізопропіловий спирт. Щільність сольового розчину становить 1,13 грама на кубічний сантиметр. Щільність спирту становить близько 0,88 г/см3. Тому розчин солі опускається на дно, а ізопропіловий спирт плаває зверху. Також ми використовували два різних види намистинок, які теж мають різну щільність.
Коли пляшка струшується, солона воду і ізопропіловий спирт змішуються і утворюють тимчасову емульсію. Щільність емульсії являє собою середнє значення щільності двох рідин, а саме (1,13 + 0,88)/2 або 1,00 г/см3. Щільність емульсії менше щільності намистин поні, тому вони занурюються на дно. Щільність емульсії більше щільності намистин перлера, тому вони плавають нагорі. Поступово емульсія розділяється на два її компоненти. Солона вода опускається внизу, а спирт наверх. Намистинки поні плавають на верхівці солоної води, але залишаються під спиртом. Намистини перлера опускаються нижче спирту, але залишаються вище сольового розчину.
Чарівні намистинки: відео
Ви можете переглянути відео, на якому показаний результат експерименту.
