• تعداد بازديد :
  • يکشنبه 1395/03/16
  • تاريخ :

تمیز کردن روغن

تمیز کردن روغن

مقدمه:

آیا تا به حال در اخبار تصاویر مربوط به نشت نفت در اقیانوس ها را دیده اید؟ نشت نفت می تواند حیات وحش را نابود کند و به منابع آبی ارزشمند ما آسیب وارد کند. به همین دلیل تمیز کردن سریع و کامل مواد نفتی روغنی (که ممکن است از تانکرهای حمل و نقل دریایی و یا سکوهای حفاری نشت کنند) بسیار مهم است.

تمیز کردن روغن

 اما این کار چندان آسان نیست و دانشمندان به دنبال مواد جدید و متفاوت برای کمک به بهتر انجام شدن این فرآیند هستند. در این فعالیت علمی شما می توانید جذب مواد مختلف (موادی به نام جاذب) را بررسی کنید تا نتیجه بگیرید کدام ماده برای جدا کردن مواد روغنی از آب مناسب تر است.

تمیز کردن روغن

 

پیش زمینه:

نفت تنها به عنوان سوخت کاربرد ندارد. کفشی که به پا دارید را نگاه کنید. به احتمال زیاد برخی از قسمت های کفش شما از فرآورده های نفتی ساخته شده است. حال به پارچه لباسی که پوشیده اید یا فرش و پرده های منزل تان نگاه کنید.

اگر این مواد به طور کامل نخی و طبیعی نباشند، پس قسمتی از آنها تولید شده از فرآورده های نفتی است. بسیاری از میوه ها و سبزیجاتی که در آشپزخانه می بینید با کمک کودها و سموم مختلف رشد کرده اند که این کودها و سموم نیز محصولات حاصل از فرآورده های نفتی هستند.

در داروها، لوسیون ها، خمیردندان ها، شامپوها و چسب زخم ها نیز از فرآورده های نفتی استفاده می شود. فرآورده های نفتی همه جا هستند، حتی بیرون از خانه در لاستیک اتومبیل ها، جاده ها و سوخت اکثر وسایل نقلیه ی موتوری!

تمیز کردن روغن

از آنجا که نفت و فرآورده های آن کاربردهای فراوانی دارد، مقادیر بسیار زیادی از آن در مسافت های طولانی به کارخانه های مختلف حمل می شود تا در آنجا تبدیل به محصولات مورد نیاز ما شود. روزانه میلیون ها بشکه نفت عمدتاً در تانکرها که هر کدام ظرفیت حمل بیش از دویست هزار تن را دارند جا به جا می شوند. گاهی این تانکرها دچار حادثه می شوند یا سکوهای حفاری دریایی آسیب می بینند و در نتیجه نشت نفت به اقیانوس اتفاق می افتد.

 یکی از راه هایی که مهندسین محیط زیست سعی دارند با آن این نشت های نفت را تمیز کنند استفاده از مواد جاذب است، یعنی موادی که قابلیت جذب مایعات را دارند. اسفنج یا دستمال کاغذی که در کارهای روزانه از آنها استفاده می کنید جاذب هستند. حال قصد داریم به طور علمی بررسی کنیم که کدام ماده جاذب برای جدا کردن مواد روغنی از آب مناسب تر است.

تمیز کردن روغن

مواد و وسایل مورد نیاز:

روزنامه
کیسه زباله پلاستیکی بزرگ
ظرف اندازه گیری مایع با ظرفیت چهار فنجان (می توانید از ظرف اندازه گیری کوچک تر استفاده کنید و به همین نسبت مقدار مواد دیگر را نیز کاهش دهید. اما در این صورت نتیجه ای که مشاهده خواهید کرد به اندازه ی حالت عادی نیست.)
فنجان اندازه گیری (با ظرفیت یک فنجان)
سه ماده ی جاذب (یا بیشتر) برای بررسی، هر کدام به مقدار یک فنجان (برای مثال پنبه، خز، پوسته ی نارگیل و پر. اگر قصد بررسی پوسته ی نارگیل را دارید باید دستکش، عینک ایمنی، چکش و یک حوله یا کیسه ی کنفی بزرگ داشته باشید.)
قیچی
روغن گیاهی (حداقل سه فنجان)
آب
فیلتر قهوه ی قابل شستشو (باید به اندازه ای باشد که به راحتی در ظرف اندازه گیری با ظرفیت چهار فنجان جا بگیرد.)
کرنومتر، تایمر یا ساعتی که ثانیه شمار داشته باشد.
صابون مایع
ماشین حساب

 

 

آماده سازی:

روی سطح کارتان روزنامه پهن کنید تا تمیز کردن بعد از کار دشوار نباشد. همچنین کیسه زباله را باز کنید و آن را آماده کنار فنجان اندازه گیری مایع بگذارید.

 تمام مواد جاذب خود را آماده کنید. تکه های بزرگ را به تکه های کوچک به اندازه ی نوک انگشت شست بشکنید (یا ببرید) تا خوب ظرف اندازه گیری را پر کنند. به این ترتیب یک فنجان از هر ماده جاذب خواهید داشت.

تمیز کردن روغن

اگر قصد آزمایش پوسته ی نارگیل را دارید، عینک ایمنی بزنید و دستکش بپوشید و نارگیل را با یک حوله بزرگ بپوشانید یا آن را در یک کیسه ی کنفی قرار دهید. سپس با چکش به آن ضربه بزنید. دقت داشته باشید که این کار را روی سطحی انجام دهید که بزرگترتان اجازه ی انجام این کار روی آن را داده است.

 پس از آماده کردن تمام مواد جاذب، نگاهی به آنها بیندازید. ظاهر این جاذب ها چه تفاوتی با هم دارد؟ به نظر شما این جاذب ها چقدر خوب مواد روغنی را جذب خواهند کرد؟

تمیز کردن روغن

روش کار:

سه فنجان آب در ظرف بزرگ اندازه گیری بریزید. سپس به آرامی یک فنجان روغن گیاهی را به آن اضافه کنید. روغن و آب با هم مخلوط می شوند یا دو فاز جدا تشکیل می دهند؟

اگر حباب های زیادی بین دو لایه آب و روغن ایجاد شده است، چند دقیقه صبر کنید تا حباب ها از بین بروند. مقدار یک فنجان از یکی از مواد جاذب را روی یک فیلتر قهوه قرار دهید و آن را به آرامی داخل ظرف بزرگ حاوی آب و روغن فرو کنید و به مدت چند ثانیه آهسته فیلتر را تکان دهید تا ماده جاذب به طور کامل غوطه ور شود. ممکن است لازم باشد به آهستگی فیلتر را زیر سطح مایع ببرید تا مایع به راحتی به فیلتر برسد.

پس از غوطه ور شدن ماده جاذب در مایع، زمان را با کرنومتر یا تایمر شروع کنید یا زمان دقیق در آن لحظه را از روی ساعت بخوانید و در کاغذ یادداشت کنید. پس از سی ثانیه فیلتر را بلند کنید (همراه با ماده جاذب) و آن را به مدت چند ثانیه بالای سطح مخلوط آب و روغن نگه دارید تا قطرات آویزان از آن به پایین بیفتد. آیا به نظر می رسد ماده جاذب مایع زیادی را به خود جذب کرده است؟

محتویات داخل فیلتر قهوه را در کیسه زباله پلاستیکی بریزید.

طوری خم شوید که سرتان در مقابل ظرف اندازه گیری حاوی مایع قرار بگیرد و ارتفاع مخلوط آب و روغن را بخوانید. (دقت داشته باشید که مقدار مخلوط آب و روغن در ابتدای کار باید چهار فنجان باشد زیرا حاوی سه فنجان آب و یک فنجان روغن است.) اکنون مقدار آب و روغن داخل ظرف چقدر است؟

حال فقط مقدار آب داخل ظرف را بخوانید. برای این کار باید به فصل مشترک آب و روغن نگاه کنید. (دقت داشته باشید که در ابتدای کار این فصل مشترک باید مقدار سه فنجان را نشان می داد زیرا مقدار آب اولیه سه فنجان بوده است.) اکنون مقدار آب داخل ظرف چقدر است؟

با کم کردن مقدار آب از مقدار کل مایع داخل ظرف، حجم روغن موجود در ظرف به دست می آید. مقدار روغن باقی مانده در ظرف چقدر است؟

حال مقدار آب باقی مانده را بر مقدار روغن باقی مانده تقسیم کنید. نسبت آب باقی مانده به روغن باقی مانده چقدر است؟ بر اساس این نسبت فکر می کنید این ماده جاذب چه میزان در جدا کردن روغن از آب موثر بوده است؟

فیلتر قهوه و ظرف بزرگ را با آب و صابون بشویید.

 تمام مراحل بالا را برای هر کدام از مواد جاذب مورد نظرتان انجام دهید. به این ترتیب که ابتدا ظرف بزرگ اندازه گیری را با سه فنجان آب و یک فنجان روغن پر کنید. سپس مقدار یک فنجان ماده جاذب را به کمک فیلتر قهوه در مخلوط آب و روغن غوطه ور کنید. زمان غوطه ور ماندن مواد جاذب در مخلوط آب و روغن باید یکسان باشد. (دقت داشته باشید که پس از هر بار انجام آزمایش ظرف حاوی آب و روغن و فیلتر را با آب و صابون بشویید.) نسبت آب باقی مانده به روغن باقی مانده در مواد جاذب مختلفی که بررسی می کنید چقدر است؟

 هر چه نسبت آب باقی مانده به روغن باقی مانده بیشتر باشد، عملکرد ماده جاذب در جدا کردن روغن از آب بهتر است. بر اساس نتایجی که به دست آورده اید، کدام ماده جاذب به منظور جداسازی روغن از آب موثرتر است؟ کدام ماده ی جاذب تأثیر کمتری دارد؟

 

آزمایش های تکمیلی:

این فعالیت علمی این امکان را به شما می دهد که بر اساس حجم آب و روغن جذب شده بررسی کنید کدام ماده جاذب در جداسازی موثرتر است. روشی پیدا کنید که در آن بر اساس جرم آب و روغن جذب شده توسط مواد جاذب عملکرد آنها را بررسی کنید. کدام جاذب جرم بیشتری از روغن را جذب می کند؟

بررسی کنید که مواد جاذب مختلف در دوره های زمانی کوتاه تر یا بلندتر چگونه عمل می کنند. عملکرد کدام جاذب با زمان بهتر است؟

 

مشاهده و نتیجه گیری:

آیا پنبه و پوست بهتر از پوسته ی نارگیل و پر روغن را جذب می کنند؟
در این فعالیت علمی شما توانایی مواد معمول مورد استفاده در منزل را در جذب روغن بررسی کردید. در ابتدای کار نسبت آب به روغن داخل ظرف ۳ به ۱ است، زیرا ظرف حاوی سه فنجان آب و یک فنجان روغن است (و سه تقسیم بر یک مساوی با سه است). در نتیجه مواد جاذبی که روغن بیشتر و آب کمتر جذب می کنند نسبتی بزرگتر از سه خواهند داشت.
 
در مقابل جاذب هایی که میزان روغن کمتری جذب می کنند نسبتی کوچک تر از سه دارند. اگر در این فعالیت علمی پنبه و پوست را آزمایش کرده باشید، احتمالاً مشاهده کرده اید که این مواد جاذب هایی نسبتاً خوب هستند و نسبت آب باقی مانده به روغن باقی مانده در آنها پنج یا بیشتر است. همچنین اگر پوسته نارگیل و پر را آزمایش کرده باشید، مشاهده کرده اید که این مواد جاذب های ضعیف تری با نسبت سه یا کمتر هستند. برای جذب انتخابی مواد روغنی در نشت های رخ داده در اقیانوس، ماده جاذب باید نسبتی بالا داشته باشد.

 

تمیز کردن:

اگر در جایی روغن ریخته اید آن را با آب گرم و صابون تمیز کنید. بیشتر زباله های مربوط به این آزمایش نیز قابل دور ریختن هستند (مانند روغن گیاهی، روزنامه، پوسته ی نارگیل، پوست، پر و ...).

منبع:  Sorbent Science

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تنظیم:نیلوفر یاقوتی

UserName