волшебные бусинки

Волшебные бусинки

Когда вы помещаете в жидкость твердый предмет, такой как бусинка или камень, он либо плавает наверху, либо опускается на дно. В нашем сегодняшнем опыте бусинки и не всплывают и не тонут полностью. Они плавают точно посередине жидкости.

Принадлежности для опыта

Для того, чтобы сделать бутылку с волшебными бусинками, вам понадобятся следующие принадлежности:

  • бутылка,
  • два вида бисера,
  • дистиллированная вода,
  • изопропиловый спирт (изопропанол),
  • поваренная соль.

Каждый материал из них будет описан более подробно ниже. В дополнение к этому вам понадобится мерная чашка, ложка для перемешивания и весы или набор мерных ложек, если у вас нет весов. Воронка для заливки жидкости в бутылку удобна, но не очень нужна.

Бутылка для опыта

Вам понадобится бутылка, предпочтительно прозрачная и неокрашенная, и надежно закрывающаяся. Она может быть любого удобного объема, но чем больше он, тем больше других ингредиентов вам понадобится. Бутылка объемом 1 литр является самой большой, которую можно использовать, потому что большие бутылки будут тяжелыми при заполнении. Самая маленькая — 100 миллилитров, потому что меньшая бутылка будет удерживать слишком мало бусинок и создавать менее привлекательный эффект. Пластиковая бутылка лучше, чем стекло, потому что она не разобьется если вы вдруг её уроните.

Нет необходимости искать новую бутылку. Вы можете использовать ту, которая у вас уже есть. Напитки, шампунь, растительное масло, уксус и многие другие продукты поставляются в бесцветных прозрачных бутылках. Если вы повторно используете бутылку, ее необходимо тщательно очистить. Если в нем содержится маслянистая субстанция, обязательно вымойте ее несколько раз мыльной водой, чтобы удалить все масло. Промойте бутылку, которую вы используете чистой водопроводной водой несколько раз. Частично заполните бутылку водой, закройте ее и энергично встряхните. После встряхивания, если пузырьки внутри остаются дольше секунды, снова промойте бутылку и продолжайте промывать ее до тех пор, пока пузырьки не станут исчезать немедленно, когда вы перестанете встряхивать.

пластиковые бутылки

Пластиковые бусинки (бисер)

Нам потребуются два вида пластиковых бусин. Оба доступны в большинстве магазинов для хобби. Первый вид бисера называется бусинами пони. Они бывают разных цветов. Вы можете использовать любой цвет, который вам нравится, хотя все они должны быть одного цвета, чтобы произвести самый яркий эффект. Второй вид — бусинки перлера. Они используются в сборках, которые могут быть объединены в одну деталь, поэтому они изготовлены из другого материала, чем бусины пони. Они также имеют различные цвета. Вы должны выбрать цвет, отличный от цвета бусин пони. Количество бусинок, которое нам понадобится, будет зависеть от размера используемой бутылки. Для поллитровой бутылки вам потребуется от 100 до 120 бусин каждого типа. Для маленьких бутылок вам понадобится меньше бусинок.

бусинки

Жидкости для опыта

Одной из жидкостей в бутылке является раствор соли. Чтобы сделать его самостоятельно, вам необходимо использовать дистиллированную воду. Водопроводная вода недостаточно чистая. Минералы в водопроводной воде могут сделать жидкость в бутылке мутной. Вам понадобится достаточно дистиллированной воды, чтобы заполнить половину бутылки, а также немного больше для очистки бутылки. Например, если у вас есть поллитровая бутылка, вам потребуется не менее 250 мл дистиллированной воды.

Другой жидкостью в бутылке является изопропиловый спирт. Его можно купить в нескольких разных концентрациях (50%, 70%, 91%). Нам нужно использовать изопропиловый спирт, не менее чем 91%. Вам понадобится такой же же объем спирта, что и дистиллированной воды.

изопропиловый спирт

Последним ингредиентом для эксперимента является чистая поваренная соль, хлорид натрия, без каких-либо добавок. Другие виды соли, такие как йодированная или морская соль, содержат другие минералы, которые могут сделать жидкость мутной. Количество соли, которое вам нужно, будет зависеть от размера бутылки. Для бутылки 0,5 л вам понадобится около 75 граммов соли.

Проведение опыта

Заполните бутылку примерно наполовину дистиллированной водой. Вылейте воду в мерную чашку, чтобы определить объем воды. Для каждой половины чашки (125 мл) дистиллированной воды добавить 28 г соли. Если у вас нет точных весов, вы можете подобрать требуемое количество, измеряя объем мелко гранулированной соли и составим пропорцию. Например, если у вас есть 200 мл воды, то вы должны использовать 42 грамма или 6 чайных ложек поваренной соли. Для 250 мл воды воды, вам понадобятся 8 чайных ложек соли.

Далее нужно перемешивать раствор до тех пор, пока вся соль не растворится. Затем вылейте достаточное количество раствора обратно в бутылку, наполнив бутылку немного меньше половины. (Объем солевого раствора будет больше, чем первоначальный объем воды, поэтому он вам не понадобится полностью). Влейте равный объем изопропилового спирта в бутылку, так чтобы бутылка была заполнена на 80-90% (вам нужно оставить место для бусинок, которые мы добавим позже). Когда вы добавляете спирт, содержимое бутылки может стать мутным; не стоит волноваться — все нормально. Закройте бутылку и осторожно переверните ее несколько раз, чтобы перемешать ее содержимое, затем оставьте её, чтобы жидкость успокоилась. Постепенно она станет прозрачной.

Откройте бутылку и поместите в нее одну из бусин пони. Бусинка будет тонуть и остановится там, где встречаются две жидкости. Продолжайте добавлять бусины пони, пока не получите слой толщиной около 1 см. Добавьте бусинку перлер. Она расположится поверх бусин пони. Продолжайте добавлять бусинки Перлера, создавая слой с той же толщиной, что и бусины пони. Закройте бутылку.

Аккуратно встряхните бутылку и отставьте ее в сторону. Бусины пони упадут на дно, а бусинки перлера всплывут наверх. Через несколько секунд бусины пони начнут подниматься вверх, а бусинки перлера тонуть. Два вида бусинок будут продолжать подниматься и опускаться до тех пор, пока они не соберутся снова в середине бутылки.

Что произошло

Мы использовали две жидкости — концентрированный раствор соли (хлорид натрия) в воде и изопропиловый спирт. Эти две жидкости не смешиваются. Хотя изопропиловый спирт полностью смешивается с чистой водой, соль, растворенная в воде, препятствует смешению.

Солевой раствор плотнее, чем изопропиловый спирт. Плотность солевого раствора составляет 1,13 грамма на кубический сантиметр. Плотность спирта составляет около 0,88 г/см3. Поэтому раствор соли опускается на дно, а изопропиловый спирт плавает сверху. Также мы использовали два разных вида бусинок, которые имеют тоже разную плотность.

Когда бутылка встряхивается, соленая воду и изопропиловый спирт смешиваются и образуют временную эмульсию. Плотность эмульсии представляет собой среднее значение плотности двух жидкостей, а именно (1,13 + 0,88)/2 или 1,00 г/см3. Плотность эмульсии меньше плотности бусин пони, поэтому они погружаются на дно. Плотность эмульсии больше плотности бусин перлера, поэтому они плавают наверху. Постепенно эмульсия разделяется на два ее компонента. Соленая вода опускается внизу, а спирт наверх. Бусинки пони плавают на верхушке соленой воды, но остаются под спиртом. Бусины перлера опускаются ниже спирта, но остаются выше солевого раствора.

Волшебные бусинки: видео

Вы можете просмотреть видео, в котором показан результат эксперимента.