O activitate științifică cu săpun de la Science Buddies

american

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

Concepte cheie
Chimie
Tensiune de suprafata
Surfactant
Molecule
Legături chimice

Introducere
Dacă ați spălat vase vreodată, știți că săpunul potrivit pentru vase poate ușura mult munca murdară. V-ați întrebat vreodată cum săpunul de vase este capabil să curățe vasele mult mai eficient decât apa singură? La fel ca mulți detergenți de uz casnic, săpunul pentru vase este un agent tensioactiv - ajută la spargerea restului de alimente de pe farfurii, facilitând dizolvarea particulelor de alimente în apă. Acest săpun descompune și moleculele de apă, ceea ce duce la niște științe de bucătărie destul de interesante! În această activitate, veți observa câteva proprietăți surprinzătoare ale săpunului de vase în apă!

fundal
Navele uriașe, oamenii și rațele de cauciuc pot pluti toate pe suprafața apei, datorită unei trăsături foarte importante a moleculelor de apă: legăturile de hidrogen! Moleculele de apă se agață puternic una de alta formând aceste legături de la o moleculă la alta. Acestea permit moleculelor de apă de la suprafața apei să se comporte ca o membrană, care poate susține chiar și greutatea obiectelor mici, cum ar fi insectele care păstrează apa. Această proprietate a apei este cunoscută sub numele de tensiune superficială. Probabil că ați observat acest fenomen de multe ori în viața voastră. Ați observat vreodată o singură picătură de apă așezată pe parbrizul mașinii? În loc să se aplatizeze sau să stropească, aceste picături de ploaie sunt capabile să dețină o formă sferică, deoarece moleculele de apă care conțin picătura de ploaie sunt mai atrase una de cealaltă decât sunt parbrizul mașinii. Ca urmare, acele molecule se țin strâns una de cealaltă, formând forma sferică a picăturii de ploaie.

Surfactanții, cum ar fi săpunul pentru vase, sparg tensiunea superficială a apei. Ca urmare, obiectele care plutesc în apă se vor scufunda sau își vor schimba forma pe măsură ce tensiunea superficială se schimbă. În această activitate veți explora modul în care tensiunea superficială afectează comportamentul obiectelor din apă - și de ce este atât de importantă!

Materiale

  • Un castron
  • Apă, suficientă pentru a umple vasul cel puțin până la jumătate
  • Săpun lichid pentru vase
  • O bandă de cauciuc
  • Un știft de cusut metalic


Pregătirea

  • Umpleți vasul cel puțin până la jumătate cu apă.

Procedură

  • Așezați-vă banda de cauciuc pe o masă sau pe altă suprafață plană. Observați-i forma când stă pe masă.
  • Așezați-vă banda de cauciuc în castronul cu apă. Observați forma benzii de cauciuc atunci când este în apă. Arată diferit decât arăta când era pe masă? Dacă da, ce este diferit în acest sens?
  • Așezați știftul în apă în centrul benzii de cauciuc. Pinul se scufundă sau plutește?
  • Aruncați câteva picături de lichid de spălat vase în apa înconjurată de banda de cauciuc. Observați forma benzii de cauciuc. S-a schimbat ceva în legătură cu asta când ai adăugat săpunul lichid?
  • Observați știftul. Dacă încă plutește, mai adăugați câteva picături de săpun lichid de spălat vase. Pinul continuă să plutească sau se scufundă? De ce crezi că este cazul?

Observații și rezultate
În această activitate ați folosit săpun de spălat vase pentru a examina modul în care tensiunea superficială afectează comportamentul obiectelor care plutesc în apă.

La începutul activității ar fi trebuit să observați banda de cauciuc și știftul pluteau pe suprafața apei. Ele plutesc deoarece moleculele de apă se țin una de alta într-un mod care creează tensiune superficială. Această proprietate permite ca multe lucruri să plutească pe apă, inclusiv banda de cauciuc și știftul. De asemenea, ar fi trebuit să observați că banda de cauciuc avea o formă liberă sau neregulată. Nu avea un cerc perfect rotund, ci plutea într-o formă similară cu ceea ce arăta înainte de a-l pune în apă.

Când ați adăugat săpunul de spălat vase, totuși, ar fi trebuit să observați o schimbare a comportamentului benzii de cauciuc și a știftului: banda ar fi trebuit să iasă brusc într-un cerc. În plus, ar fi trebuit să observați că adăugarea săpunului de vase a făcut ca știftul să se scufunde în fundul vasului în loc să plutească.

Ambele rezultate se întâmplă din același motiv - și probabil ați ghicit deja că are ceva de-a face cu săpunul de spălat vase, care este un agent tensioactiv și conceput pentru a descompune tensiunea superficială a apei. Acest lucru îl face să fie un agent de curățare excelent. După ce ați adăugat lichidul de spălat vase în centrul benzii de cauciuc, tensiunea superficială din interiorul benzii s-a stricat. Cu toate acestea, apa din exteriorul benzii nu intrase în contact cu săpunul de spălat vase. Ca urmare, apa din exteriorul benzii avea încă o tensiune superficială puternică, ceea ce a determinat-o să tragă banda de cauciuc spre exterior în toate direcțiile. Acest lucru a făcut ca banda de cauciuc să apară brusc într-o formă de cerc.

În mod similar, după ce ați adăugat săpunul în apă, ar fi trebuit să vedeți știftul scufundându-se în fundul vasului. Deoarece săpunul a rupt tensiunea superficială, apa nu a mai putut suporta greutatea știftului.

Această activitate ți-a fost adusă în parteneriat cu Science Buddies