Öl und Spiritus (Emulsionsversuch)
Physik
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Basiswissen
Salatöl und Spiritus kann man schlecht zu einer homogenen Flüssigkeit mischen. Immer wieder entmischen sich die zwei Stoffe. Der leichtere Stoff schwimmt dabei oben auf dem schweren Stoff auf.
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Kurzanleitung
Man kippt etwa 40 ml Spiritus in einen Messbecher. Man kippt dann etwa 40 ml Öl dazu. Man sieht, wie der helle durchsichtige Spiritus oben auf dem meist dunkleren Öl schwimmt. Schüttelt oder rührt man die zwei Flüssigkeiten stark um, scheinen sie sich erst etwas zu mischen. Aber sie trennen sich sehr schnell wieder voneinander, was man Entmischung nennt.
Der Einfluss der Dichte
Salatöl und Spiritus sind deutlich unterschiedlich dicht. Und die dichteren Stoffe sinken eher zu Boden als die wenige dichten Stoffe. Das zeigt der Versuch sehr deutlich.
- Salatöl hat eine Dichte von etwa 0,9 g/cm³.
- Spiritus hat eine Dichte von etwa 0,8 g/cm³.
- Spiritus hat also eine geringere Dichte als das Öl.
- Was die geringere Dichte hat, schwimmt immer oben.
- Genau das ist hier auch der Fall.
- Siehe auch 👉 Öl und Wasser
Wenn weniger dichte Stoffe dauerhaft im oberen Bereich einer Flüssigkeit oder eines Gases bleiben, spricht man auch von einer stabilen Schichtung aufgrund von unterschiedlichen Dichten. In der Natur kommt der Effekt sehr häufig vor. Die Stratosophäre etwa bildet als zweites Stockwerk der Atmosphäre solche stabilen Schichten (die Strata) aus. Auf den ostfriesisischen Inseln schwimmt das leichtere Süßwasser im Grundwasser auf dem schwereren Salzwasser auf und bildet eine sogenannte Süßwasserlinse.
Der Einfluss der Polarität
Nun könnte man denken, dass sich trotz anfänglich stabiler Schichtung mit der Zeit die zwei Flüssigkeiten ineinander auflösen. Aber dieser Effekt tritt bei Spiritus und Öl und nicht. Wachs zum Beispiel würde sich mit der Zeit in Salatöl auflösen. Der Spiritus aber tut das nicht.
- Salatöl ist ein unpolarer Stoff.
- Spritus ist ein polarer Stoff.
- Unpolare und polare Stoffe bilden in der Regel keine Lösung.
Polar sind zum Beispiel die Haushaltsmittel Wasser, Spiritus (Ethanol), Essigsäure und Glycerin. Sie bilden freiwillig untereinder homogene Lösungen. Nach einer gewissen Zeit kann man in der Mischung keine zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten mehr erkennen, sondern nur noch eine gleichförmige Flüssigkeit. Unpolar sind zum Beispiel Benzin, Salatöl, Hexan und Toluol sowie Paraffin, Wachs und Fette. Stoffe aus verschiedenen dieser zwei Gruppen würden keine gemeinsame Lösung bilden. Daher bleiben Spiritus und Öl auch nach der anfänglichen Ausbildung von Dichteschichten dauerhaft entmischt. Zur Bedeutung polarer und unpolarer Stoff für die Fähigkeit Lösungungen zu bilden, siehe den Artikel zur 👉 Löslichkeit