THÍ NGHIỆM KHOA HỌC: NƯỚC & DẦU – HIỆN TƯỢNG PHÂN LỚP

Quan sát và đặt vấn đề

Khi đổ nước và dầu vào cùng một lọ, chúng không hòa vào nhau mà tạo thành hai lớp rõ rệt: nước nằm dưới, dầu nổi lên trên. Nếu nhỏ thêm màu thực phẩm vào hỗn hợp, màu sẽ chìm qua lớp dầu và chỉ lan trong nước.

Vì sao lại xảy ra hiện tượng kỳ thú này?

Giải thích khoa học

1. Khác biệt về mật độ (Density)

Mật độ là đại lượng đo khối lượng trên một đơn vị thể tích (đơn vị: g/mL). Nước có mật độ khoảng 1.0 g/mL, trong khi dầu ăn (tùy loại) thường có mật độ khoảng 0.91–0.93 g/mL. Do đó, nước nặng hơn và chìm xuống dưới, còn dầu nhẹ hơn nên nổi lên trên.

2. Tính chất phân cực của phân tử (Polarity)

Nước là phân tử phân cực (polar), nghĩa là các điện tích trong phân tử phân bố không đều, tạo nên cực âm và cực dương. Trong khi đó, dầu là phân tử không phân cực (non-polar). Do đặc điểm này, nước và dầu không thể hòa tan vào nhau — đây là một quy luật trong hóa học gọi là:

“Like dissolves like” – “Chất phân cực chỉ hòa tan được chất phân cực”.

3. Khả năng hòa tan của màu thực phẩm

Hầu hết màu thực phẩm (nhất là loại dùng cho thí nghiệm) có thành phần hòa tan trong nước. Khi nhỏ vào hỗn hợp, màu thực phẩm đi xuyên qua lớp dầu và chỉ hòa tan khi gặp nước. Vì không tan trong dầu, màu thực phẩm giữ nguyên dạng giọt cho đến khi chạm vào lớp nước phía dưới.

Tổng kết

• Thí nghiệm đơn giản này minh họa sinh động cho ba khái niệm quan trọng trong khoa học tự nhiên:

  • Mật độ chất và sự phân tầng.

  • Tính chất phân cực của phân tử và khả năng hòa tan.

  • Tính chọn lọc trong sự tương tác giữa các loại phân tử.

  • Đây là một hoạt động lý tưởng để giúp học sinh phát triển tư duy quan sát, đặt câu hỏi và liên hệ kiến thức hóa học với hiện tượng trong đời sống.