Alors que l'huile et l'eau ne se mélangent pas et se séparent naturellement, il peut être difficile de retirer l'huile de l'eau. Les gros déversements de pétrole, tels que le déversement de pétroliers Exxon Valdez en 1989 et l'incident BP Deepwater Horizon en 2010, soulignent l'importance de ce problème. Il existe plusieurs projets scientifiques intéressants, allant de simples à avancés, qui illustrent différentes approches de la séparation des hydrocarbures.

Séparation naturelle

Un projet que vous pouvez faire avec l'huile et l'eau est de montrer la séparation naturelle des deux liquides. Mettez de l'eau dans un récipient transparent et ajoutez du colorant alimentaire pour rendre la séparation plus évidente. Verser dans de l'huile; il peut s'agir d'huile de cuisson, d'huile à moteur ou d'un autre type. L'huile peut d'abord tomber au fond en raison de la force de la chute, mais elle va rapidement se lever pour se coucher au-dessus de l'eau. Si vous bouchonnez le récipient et que vous le retournez, l'huile continuera à atteindre le sommet. Cette expérience montre deux principes scientifiques. Tout d'abord, l'eau et l'huile ne se mélangent pas car elles sont très différentes chimiquement. L'eau est polaire, ce qui signifie que chaque molécule a des parties avec de petites charges électriques positives et négatives. L'huile est très non polaire, c'est pourquoi elle ne se mélange pas bien avec les liquides polaires. De plus, la densité de l'huile est plus faible que celle de l'eau, donc elle monte naturellement, comme un ballon d'hélium monte dans l'air.

Séparer une émulsion

Prends le récipient contenant l'eau et l'huile Secouez-le vigoureusement. Le mélange deviendra trouble et vous ne verrez plus deux couches évidentes. Vous avez fait ce qu'on appelle une émulsion. Une émulsion est un mélange d'huile et d'eau sous la forme de minuscules gouttelettes des deux liquides. Certains aliments courants que nous mangeons sont des émulsions d'huile et d'eau, comme la vinaigrette. Un déversement d'hydrocarbures dans un océan ondulé pourrait former une émulsion, rendant l'huile difficile à séparer. Vous pouvez expérimenter des moyens de casser l'émulsion. Laissez votre émulsion reposer tranquillement pendant un certain temps et l'huile peut à nouveau former une couche séparée. Ajouter du sel au mélange est une façon d'accélérer le processus; le sel se dissout dans l'eau et le rend encore plus polaire et moins susceptible de se mélanger avec l'huile.

Absorbance

Une autre façon de séparer le pétrole de l'eau est de l'absorber. La plupart des matériaux absorbants que nous utilisons, comme les serviettes en papier, sont meilleurs pour absorber l'eau, mais les tampons en polypropylène agissent dans le sens opposé. C'est parce que le polypropylène est non polaire comme l'huile et préfère donc absorber la couche d'huile. Les protections en polypropylène peuvent être achetées dans les magasins de fournitures automobiles et autres points de vente. Les expériences possibles pourraient inclure tester quelle marque de tampons fonctionne le mieux et combien de temps il faut pour absorber une quantité donnée d'huile.

Température

L'eau devient moins dense lorsqu'elle est congelée dans la glace et cela nous donne une autre technique pour séparer l'huile et l'eau. Bien que cela ne soit pas pratique à grande échelle, vous pouvez l'utiliser à petite échelle pour illustrer comment les densités changent avec la température. Placez de l'eau et de l'huile dans un récipient concave, comme un bol en plastique. L'huile atteindra le sommet. Mettez le récipient dans le congélateur pendant quelques heures, puis retirez-le. Le récipient aura maintenant l'huile sur le fond, sous une plaque d'eau gelée que vous devriez pouvoir enlever, séparant ainsi les deux.
Bioremediation

Etrangement, il y a des bactéries qui vont manger des déversements d'huile. Une telle bactérie que les scientifiques ont expérimentée est Pseudomonas. Une expérience stimulante mais fascinante peut être réalisée en mélangeant des colonies de Pseudomonas avec différents types d'huiles et de nutriments et en voyant quelles conditions donnent les meilleurs taux de croissance bactérienne. Ce type d'expérience doit toujours être fait avec précaution, car certaines souches de Pseudomonas peuvent causer des maladies chez les humains.