Laboratorio di scienze: “Viaggio tra le caratteristiche chimico-fisiche di un biolubrificante”

Ho accompagnato Francesco ad un laboratorio gratuito di Bergamo Scienze, insieme a Gioele e Francesca, due amici homeschoolers e alla loro mamma Luciana.

Il tema del laboratorio è un “percorso di analisi chimico-fisiche sugli oli, con determinazioni di densità e viscosità, potere schiumogeno, ossidabilità, miscibilità e altro”. C’era una parte teorica con presentazione di immagini e una parte molto bella e pratica di veri e propri esperimenti.

Nonostante per l’età di Francesco alcuni argomenti fossero trattati in modo un po’ troppo approfondito dal punto di vista teorico, a lui è piaciuto tanto lo stesso, sopratutto la parte di sperimentazione attiva dei partecipanti e ritengo comunque molto utili per mio figlio gli esperimenti sulle caratteristiche dei liquidi come la miscibilità, la densità e la viscosità.

Devo dire inoltre che sono rimasta molto favorevolmente impressionata da questo laboratorio di Bergamo Scienze. Davvero un’ ottima organizzazione, bravi i ragazzi dello staff e ottime le attrezzature di laboratorio.

E pensare che è stato tutto frutto di un’ improvvisata visita a Bergamo e che abbiamo deciso di seguire Luciana nel partecipare a questo laboratorio solo all’ultimo momento. Grazie ancora una volta a Luciana per l’idea di fare questo laboratorio e ancora di più per le foto, senza le sue foto non avrei potuto fare questo articolo.

1- Creazione di un’ emulsione

Olio e acqua non si possono mescolare assieme. Se per creare un’emulsione si mescola, agitando insieme olio e acqua, dopo un po’ l’olio si separerà comunque dall’acqua, andando a posizionarsi sopra di essa, come si può vedere in questo esperimento
Per mescolare olio ed acqua e creare un’ emulsione sono necessari gli emulsionanti o tensioattivi, così acqua e olio riusciranno a rimanere mescolati tra loro, come si può vedere nel contenitore in vetro a destra dell’esperimento.

 

2) Test schiuma di un’emulsione

Per colpa degli emulsionanti si crea la schiuma che è dannosa per i lubrificanti e allora bisogna utilizzare un anti-schiuma, ovvero una sostanza che impedisce il formarsi della schiuma, facendo uscire l’aria dalle bolle.

In questo test Francesco e Gioele sono stati partecipanti attivi nell’esperimento, come si può vedere dalla foto.

E in effetti mettendo l’anti-schiuma nella creazione di un’emulsione si formava pochissima schiuma, mentre nella provetta senza antischiuma , la schiuma era veramente tanta.

3) Test anti-corrosione (AR )

 

I granelli di ghisa trattati con acqua hanno prodotto ruggine, invece quelli trattati con un prodotto anti-corrosione, no.

4) Determinazione del PH di alcune sostanze

Francesca ha testato il ph di varie sostanze, mentre Francesco e Gioele osservavano da vicino.

5) Rifrattometro: misurare la concentrazione di un’ emulsione, il rifrattometro è servito  a misurare la concentrazione di olio presente nell’ emulsione.

Nella foto si vede Francesca che guarda nel rifrattometro per valutare la concentrazione dell’ emulsione, ma in realtà tutti quanti, abbiamo potuto usare il rifrattometro e valutare la concentrazione dell’ emulsione.

6) Test di Brugger: per valutare la capacità di un olio di diminuire l’ attrito

Da questo test risulta essere l’olio vegetale il miglior lubrificante, infatti sul tondino di metallo lascia un impronta poco visibile per via del minor attrito contrariamente all’ olio minerale

7) Determinazione della viscosità: la viscosità è una grandezza fisica che indica la
resistenza di un fluido allo scorrimento.

Francesco e Gioele hanno introdotto delle sferette pesanti identiche dentro due liquidi diversi e con diversa viscosità, mentre Francesca teneva con attenzione il tempo.

 

Si può notare come la viscosità del liquido di Francesco sia maggiore del liquido di Gioele, infatti la piccola sfera di Francesco ci ha messo molto più tempo ad arrivare sul fondo di quella di Gioele

9) Determinazione della densità tramite densimetro

Ogni liquido ha una sua densità, ovvero un peso e una massa diversa anche a parità di volume e con questo strumento che assomiglia  a un termometro e si chiama “densimetro” si può misurare, infatti si può vedere che il liquido rosso essendo il meno denso, si va a posizionare sopra gli altri due liquidi nell’ ultima immagine

La misurazione della densità con il densimetro
Il liquido rosso, il meno denso va a posizionarsi sopra gli altri due liquidi

10) Test di tempra o raffreddamento

Se un metallo si surriscalda ad elevatissime temperature è necessario raffreddarlo, il raffreddamento si può fare con acqua, olio o glicole. Il problema del raffreddamento ad acqua è che è troppo veloce e rischia di rompere o fratturare il metallo. Per questo motivo si conducono esperimenti di raffreddamento con altri liquidi come le glicole, che permettono nella fase iniziale un raffreddamento meno brusco.

Si scalda una barra di metallo a temperature molto elevate e poi si immerge la barra nel contenitore pieno di liquido con le glicole
La curva di misurazione del raffreddamento mostra come nella prima fase le glicole riescono a raffreddare più lentamente
In questo grafico di confronto delle curve di misurazione tra acqua e glicole, è ancora più evidente la differenza, infatti l’acqua raffredda subito molto più violentemente, rischiando di rompere il metallo.

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2 commenti su “Laboratorio di scienze: “Viaggio tra le caratteristiche chimico-fisiche di un biolubrificante”

  1. Chiara il said:

    Bello questo laboratorio, anche noi da un paio d’anni partecipiamo al Bergamo scienza e devo dire che è sempre una bella esperienza.
    Grazie per questo racconto, se lo riproporranno l’anno prossimo lo faremo anche noi.
    Un abbraccio Chiara

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