Opdracht chemische. eierwekker

Transcriptie

1 Opdracht chemische eierwekker Doel: een chemische eierwekker maken waarmee je 3 minuten kunt klokken. In deze handleiding zijn de voorschriften voor twee klokreacties opgenomen. Het is de bedoeling dat je één van de twee kiest, of een combinatie, en daarmee een chemische eierwekker maakt. Elke reactie heeft voor- en nadelen. Je mag ze beide uitproberen, maar let op de tijd! Door de concentraties te veranderen kun je de tijdsduur van de reacties aanpassen en zo aan de gevraagde 3 minuten komen. Reactie 1: De Blauwe Fles Hiervoor heb je tot je beschikking: Glucose (15 g) NaOH (15g) Methyleenblauw Maatcilinder 500 ml Erlenmeyer 1000 ml Stop voor erlenmeyer 1000 ml Erlenmeyer 25 ml Dop erlenmeyer 25 ml Waterbad Weegschaal Weegpapier Lepel Warm water Werkwijze: De hoeveelheden glucose, NaOH en methyleenblauw zijn in dit voorschrift niet gegeven. Deze ga je zelf bepalen. Op de volgende pagina staan twee voorbeelden uitgewerkt. Vul de erlenmeyer met 500 ml warm water (40-60 C). Los glucose en NaOH op in de erlenmeyer met warm water Voeg methyleenblauw toe en doe de stop erop. Schudt de erlenmeyer, er ontstaat een blauwe oplossing. Laat de erlenmeyer een tijdje staan. Neem de tijd op tot de oplossing kleurloos wordt. Door opnieuw te schudden wordt de oplossing weer blauw. Dit kan een aantal keer herhaald worden. Let op! Als de oplossing afkoelt, verloopt de reactie langzamer! 1

2 Om je op weg te helpen bij het bepalen van de goede concentraties geven we hier twee voorbeelden. Let op: in de voorbeelden is met kleinere totaalvolumes gewerkt! Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Hoeveelheid water 125 ml 125 ml Hoeveelheid NaOH 1,27 g 0,15 g Hoeveelheid glucose 1,25 g 0,15 g Hoeveelheid 0,25 ml 0,25 ml methyleenblauw Tijd tot eerste kleuromslag 10 s 6 min. Bepaal/bereken/schat de goede hoeveelheden om tot een reactie van 3 minuten te komen. Je hebt genoeg van alle stoffen om meerdere verhoudingen te kunnen testen voor je de definitieve versie moet demonstreren. Vergeet niet de uiteindelijke gebruikte concentraties op het werkblad in te vullen! Houd er rekening mee dat je bij de demonstratie aan het eind van de werkgroep de klokreactie nog een keer moet uitvoeren met dezelfde hoeveelheden. 2

3 Reactie 2: Vitamine C, zetmeel en jodium Hiervoor heb je tot je beschikking: Vitamine C bruistabletten (4) Betadine (40ml) Zetmeel (10g) Waterstofperoxide 3% (110ml) Bekerglazen 250 ml Bekerglas 100 ml Maatcilinders 25 ml Koud water Werkwijze: De hoeveelheden water, zetmeel, betadine en waterstofperoxide zijn in dit voorschrift niet gegeven. Deze ga je zelf bepalen. Hieronder staan twee voorbeelden uitgewerkt. Los in een bekerglas de vitamine C bruistablet op in water. Dit is nu je stockoplossing vitamine C. Los in een ander bekerglas zetmeel op in water. Dit is nu je stockoplossing zetmeel Label 2 bekerglazen A en B en vul deze als volgt: A: ml van je vitamine C stockoplossing, ml betadine en ml water. B: ml waterstofperoxide, ml van je stockoplossing zetmeel en ml water. Giet A en B bij elkaar in een leeg glas en neem de tijd op hoe lang het duurt voor de reactie plaatsvindt. Om je op weg te helpen bij het bepalen van de goede concentraties geven we hier twee voorbeelden: Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Stockoplossing Water 60 ml 30 ml Vitamine C Bruistablet 1 1 Stockoplossing Water 40 ml 40 ml zetmeel Zetmeel 3,94 g 3,94 g Bekerglas A Vitamine C oplossing 10 ml 20 ml Betadine 10 ml 10 ml Water 15 ml 15 ml Bekerglas B Waterstofperoxide 20 ml 20 ml Zetmeel oplossing 6 ml 6 ml water 10 ml 10 ml Tijd tot kleuromslag 1 min 21 s 3 min 31 s Bepaal/bereken/schat de goede hoeveelheden om tot een reactie van 3 minuten te komen. Je hebt genoeg van alle stoffen om in ieder geval 2 keer te kunnen testen voor je de definitieve versie moet demonstreren. Vergeet niet de uiteindelijke gebruikte concentraties op het werkblad in te vullen. Houd er rekening mee dat je bij de demonstratie aan het eind van de werkgroep de klokreactie nog een keer moet uitvoeren met dezelfde hoeveelheden. 3

4 Werkblad Wedstrijdchemie chemische eierwekker Namen deelnemers Omcirkel de gekozen klokreactie(s) Vitamine C Blue bottle Benodigdheden voor definitief gekozen klokreactie(s) Materiaal/stof Hoeveelheid Tijd tijdens voorbereiding De exacte tijd (s) gemeten tijdens de voorbereidingen:. Indien Blue bottle is gekozen, hoeveel kleuromslagen in die tijd: Tijd tijdens demonstratie De exacte tijd (s) gemeten tijdens de voorbereidingen:. Indien Blue bottle is gekozen, hoeveel kleuromslagen in die tijd: 4

5 Reactieprincipes Principe van de reactie De Blauwe Fles: Methyleenblauw reageert in een basis milieu met glucose tot leucomethyleenblauw (kleurloos). Dit is een langzame reactie. De netto overall reactie is: C 6H 12O 6 +1/2 O 2 C 6H 12O 7 Als je de fles schudt en er dus meer O 2 in de oplossing komt, reageert leucomethyleenblauw als reductor en met de oxidator zuurstof, waarbij methyleenblauw ontstaat. Dit is een snelle reactie. Door te schudden is er voldoende zuurstof aanwezig en wordt leucomethyleenblauw weer geoxideerd tot methyleenblauw en keert de blauwe kleur terug. Omdat methyleenblauw wordt omgezet in weer terug gevormd wordt in de tweede reactie valt methyleenblauw in de totaalreactie weg en is dus een katalysator te noemen. Principe van de reactie Vitamine C, zetmeel en jodium: Jood is hier een sterkere oxidator dan waterstofperoxide. Eerst reageert jood in de betadine met de vitamine C. Er ontstaat 2I -. Dit is een snelle reactie. C 6H 8O 6 + H 2O + I 2 C 6H 8O7 + 2I - + 2H + Waterstofperoxide is een oxidator. De waterstofperoxide zorgt ervoor dat er van 2I - weer I 2 gevormd wordt. Dit is een langzame reactie. De reacties van vitamine C met jood en waterstofperoxide met jood verlopen beide tegelijk, totdat alle vitamine C op is en I 2 niet meer omgezet wordt in 2I - Op dat moment reageert jood met het zetmeel en ontstaat de donkerblauwe kleur. 5