Profiel werkstuk 2014 definitief by Floris van Moorselaar

2014

Profielwerkstuk â&#x20AC;&#x201C; Promoting Chemics

Floris van Moorselaar, Dennis Hoek en Yannick Bardelmeijer

In dit verslag beschrijven wij het traject dat wij de afgelopen maanden hebben doorlopen. Van het begin af aan hebben wij hard gewerkt om een mooie show neer te zetten om zoveel mogelijk potentiele Groene Hart leerlingen enthousiast te maken. Van show tot chemische analyse: u vindt het allemaal terug in dit verslag.

Groene Hart Lyceum 24-02-2014 Profiel vak: Scheikunde PWS-begeleider: A. Smiskova

Inhoudsopgave VOORWOORD

DE SHOW (17 EN 18 JANUARI 2014)

ONWEER ONDER WATER

LUMINOL

ZILVERBOOM

NYLON

DUIVELSE VLOEISTOF

OSCILLATIE REACTIE

PAPIER DAT NIET ONTBRAND

TOLLENS-REACTIE

LEKKER GLAASJE DRINKEN

RAINBOW COLLECTION

VLAMKLEURING

SALMIAK MAKEN

SNOEP GEEFT ENERGIE

BLUE BOTTLE

LITERATUUR

Voorwoord Het PWS onderwerp â&#x20AC;&#x17E;Promoting Chemicsâ&#x20AC;&#x; is ontstaan door de interesse in het vak scheikunde. Dit in combinatie met het lesgeven, wat ons alle 3 erg bevalt, was het verzorgen van de open dag een ideale opdracht. Door veel bezig met de scheikunde hebben wij veel kennis opgedaan die wij graag wilde gebruiken om potentiele brugklassers enthousiast te maken. Wij zochten naar een mix van educatie en entertainment waarbij entertainment de grootste prioriteit had. Structuur en chemische kennis waren struikelblokken in dit traject. Echter, met de begeleiding van mevrouw Smiskova is het ons gelukt om een geslaagde open dag te verzorgen en daarbij een puik verslag te maken. Door duidelijke deadlines op te stellen wisten wij waar we aan toe waren, wat ons erg heeft geholpen in het gehele traject. Hiernaast willen wij ook Mariska van der Velden bedanken voor het filmen van de gehele presentatie. Dit heeft ons erg geholpen bij evalueren van de show en het maken van het verslag. Wij zijn erg tevreden over het eindresultaat dat wij hebben mogen neerzetten. En hopen dat u, de lezer, veel plezier aan dit eindverslag beleeft.

Floris van Moorselaar

Dennis Hoek

Yannick Bardelmeijer

De show (17 en 18 januari 2014) Een groot deel van ons profielwerkstuk was het presenteren van een spectaculaire chemische show op de open dag van het Groene Hart Lyceum. Het geven van een show vraagt om veel aandacht. Hoewel het lijkt alsof we simpelweg chemische goedjes bij elkaar voegen, is over elke gedemonstreerde proef uitvoerig nagedacht en overlegd. De show moet spectaculair, educatief, uitvoerbaar maar bovenal veilig zijn voor zowel publiek als presentatoren. Om deze punten zo goed mogelijk te realiseren hebben wij een overzicht gemaakt van alle factoren waar wij over hebben nagedacht. Om te beginnen zijn er uitvoerige discussies geweest over wat voor soorten proeven we wilden demonstreren. Er moest variatie in zitten zodat het publiek kennis maakt met zo mogelijk verschillende onderdelen van de scheikunde. Zo hebben wij dus gekozen voor 3 verschillende categorieĂŤn: Vuurverschijnselen, Kleur, licht en verandering. Zoals voorafgaand aangegeven moet er veel variatie in de show zitten. Naast verschillende soorten proeven is de volgorde van de te demonstreren proeven belangrijk. Door elke categorie achter elkaar te demonstreren is er weinig variatie wat de proeven niet ten goede komt. Zo was de volgorde ook belangrijk voor de eventuele terugkoppeling naar eerder getoonde proeven. Denk bijvoorbeeld aan de zilverboom; deze reactie heeft enige tijd nodig om tot het mooiste resultaat te reageren. Zo zijn we op zo veel mogelijk proeven terug gekomen; een kleine terugkoppeling om de interesse er in te houden. Bij een show is het van uiterst belang om het tempo er in te houden. Het publiek continu verbazen zonder pauzes of ongemakkelijke stiltes. Het publiek is geĂŻnteresseerd in de reactie, en niet in het vullen van bekerglaasjes. Elke proef moest van te voren zijn klaar gemaakt en in de juiste hoeveelheden afgemeten. Dit om te voorkomen dat het een saai, langdradig geheel werd. Zo konden wij direct doorgaan met de volgende proef.

De aandacht van het publiek is noodzakelijk voor het slagen van de show. Om de aandacht niet te verliezen is het van belang het publiek niet te verwarren met langdradige chemische achtergronden. 90% van ons publiek heeft onvoldoende chemische kennis om te kunnen begrijpen wat er precies gebeurd tijdens zo‟n reactie. Wat men niet begrijpt, is niet interessant. Vandaar dat wij hebben geprobeerd gepaste uitleg te geven bij de getoonde proeven zodat het proces werd, maar simpel uitgelegd. Het zou erg jammer zijn als een deel van de gedemonstreerde proefjes minder spectaculair worden doordat ze niet goed te zien zijn. Ook hier is over nagedacht: Door alle tafels uit het lokaal te halen en de stoelen in een bepaalde vorm neer te zetten konden wij zoveel mogelijk mensen verwelkomen, die het ook nog eens goed konden zien. Ook hebben wij gebruik gemaakt van een camera. Dit omdat sommige proeven in dermate kleine opstellingen plaatsvonden, dat ze niet goed te zien waren. De camera was dus een uitstekend hulpmiddel. Er was veel ruimte nodig om alle proeven te kunnen demonstreren. Wij hebben gebruik gemaakt van 4 verschillende plaatsen voorin het lokaal:    

de de de de

4 tafels voor de lab tafel. zuurkast. gewone tafel naast de lab tafel labtafel zelf.

Wij hebben voor deze plekken in het lokaal gekozen omdat de show via deze opstelling een dynamisch geheel wordt. Dit houd het geheel levendiger. Proefjes die relatief gevaarlijk zijn hebben wij achter een explosiescherm gedaan op de lab tafel. Proeven waarbij een gevaarlijke damp of hevige rookproductie ontstaat hebben wij in de zuurkast uitgevoerd. Wel hebben we ervoor gezorgd dat deze proeven duidelijk zichtbaar waren voor het publiek. De proeven waarbij de camera‟s nodig waren hebben wij of op de lab tafel zelf gedaan of op de tafel daarnaast.

Tot slot is er ook uitvoerig nagedacht over het garanderen van de veiligheid. Punten als kleding, eventueel schadelijke reactieproducten, afstand tussen Proef&Publiek en afvalscheiding zijn hierin cruciaal geweest. Veiligheid stond voorop gedurende de hele show. Wat inhield dat wij, de presentatoren, gedurende de hele show een labjas, handschoenen en een veiligheidsbril hebben gedragen. Lokaal 006, waar wij de show plaatsvond, biedt uitstekende voorzorgsmaatregelen met betrekking tot de veiligheid, te weten aanwezigheid van een blusdeken, branddouche, oogdouche, brandblusser en zuurkast. De ontstane of gebruikte zware metalen en organische stoffen zijn netjes gedeponeerd in de daarvoor geschikte afvalvaten.

Onweer onder water Waarnemingen: Knalletjes, bliksemverschijnselen in vloeistof

Inleiding: Het proefje is relatief simpel uit te voeren. Je kan van te voren al de laag zwavelzuur en de laag ethanol aanbrengen en dit enige tijd laten staan. Het proefje kan vrij lang doorgaan. Een exacte tijd is ons onbekend.

Materiaal:          

Statief Statiefklemmen Sterke reageerbuis van hard glas Pipetten Pipeteerballon 100% ethanol 100% geconcentreerd zwavelzuur Kaliumpermanganaat kristallen Pincet Eventueel camera om alles beter te laten zien

Methode: In een reageerbuis van hard glas een kleine hoeveelheid, ongeveer 2mL, geconcentreerd zwavelzuur aanbrengen met een pipet. Daarna heel voorzichtig, met een andere pipet, een laag ethanol, ongeveer 3mL, op het zwavelzuur aanbrengen in dezelfde reageerbuis. Doe dit voorzichtig door de ethanol langs de rand van de reageerbuis te laten lopen. Dit moet omdat de ethanol op het zwavelzuur moet gaan drijven. De verhouding zwavelzuur:ethanol moet ongeveer 2:3 zijn. Laat met een pincet enkele kristallen kaliumpermanganaat in de reageerbuis vallen.

Veiligheid: Bij deze proef draag je een labjas, handschoenen en heb je een veiligheidsbril op. Deze proef moet eigenlijk in een zuurkast worden uitgevoerd. 7

Afval: De afvalverwerking hiervan moet zeer voorzichtig in de zuurkast gebeuren. Na afloop van de proef de inhoud van de reageerbuis in een grote hoeveelheid water gieten. Voeg daarna zoveel sodaoplossing toe dat het geheel stopt met bruisen. De resten moeten in het afvalvat voor zware metalen.

Chemische achtergrond: Dit is een sterke redox reactie. Bij deze redox reactie treedt ethanol op als reductor. Het permanganaat in zuur milieu is de oxidator. Deze redoxreactie geeft dermate veel energie dat de ethanol direct reageert. Dit is waarneembaar aan de hand van de knalgeluiden en lichtflitsen. Als de kaliumpermanganaat wordt toegevoegd ontstaat er bruinsteen, MnO2, Het grensvlak wordt daardoor troebel bruin. 2 MnO4- + 2 H+ -> Mn2O7 + H2O Mangaan(VII)oxide ontleedt zich vervolgens in mangaan(IV)oxide en zuurstof. Het kan ook via andere bronnen ontleden tot ozon. Mn2O7 → 2 MnO2 + O3 Of 2 Mn2O7 → 4 MnO2 + 3 O2 Zuurstof, zuurstofradicalen en ozon reageren daarna met ethanol. Dit geeft de verbrandingsverschijnselen, dus de lichtflitsen en knalgeluiden. C2H5OH + 3 O2 (of 2 O3) → 2 CO2 + 3 H2O

Tips: Grote kristallen kaliumpermanganaat gebruiken. Een camera aansluiten op een computer waardoor je het op de beamer kan laten zien. Plaats de reageerbuis in een bekerglas met water van ongeveer 80 graden Celsius en laat dit enkele minuten staan, voor je er de kaliumpermanganaat erin laat vallen.

Luminol Waarnemingen: Blauw licht

Inleiding: De voorbereiding van deze proef vergt erg veel tijd, de gemaakte oplossingen zijn daarentegen wel een week houdbaar in de koelkast. De politie gebruikt luminol om bloed aan te tonen bij forensisch onderzoek.

Materiaal:            

Bekerglazen van 100 mL Magneetroerders met tic tac 0,4g natriumcarbonaat 0,02g luminol (C6H7O2N2) 2,4g natriumwaterstofcarbonaat 0,05g ammoniumcarbonaat 0,04g blauw koper(II)sulfaat 50mL waterstofperoxideoplossing 3% of 5 mL waterstofperoxide 30% Trechter Maatcilinder van 250mL Kartonnen doos die aan de binnenkant zwart is gemaakt met een gat in de bovenkant.

Methode: 0,4gr natriumcarbonaat in een van de erlenmeyers overbrengen, 50ml gedestilleerd water en 0,02gr luminol toevoegen, met magneetroerder alles mengen. 2,4gr natriumwaterstofcarbonaat, 0,05gr ammoniumcarbonaat en 0,04gr kopersulfaat toevoegen aan mengsel. Vul dit geheel aan tot 100 mL met gedestilleerd water. Dit is oplossing A. In een andere erlenmeyer 5mL 30% waterstofperoxide aanvullen tot 100mL, dit is oplossing B. Doe vervolgens oplossing A en B tegelijkertijd bij elkaar in een apart bekerglas. Hier vindt de reactie plaats.

Veiligheid: Aangezien luminol huidirritatie en ernstige oogirritatie kan veroorzaken moet je bij het uitvoeren van deze proef handschoenen en een veiligheidsbril dragen.

Afval: De uiteindelijk ontstane oplossing kan door de gootsteen worden gespoeld.

Chemische achtergrond: Bij de oxidatie van luminol komt energie vrij in de vorm van licht. Dit heet chemoluminescentie. Dit zijn meestal exotherme reacties. Deeltjes reageren met elkaar en er ontstaan naast de reactieproducten energie. Deze energie wordt dan niet afgegeven aan de omgeving, maar wordt opgenomen door een van de reactieproducten. Dat reactieproduct raakt dan in aangeslagen toestand (C*). Na enige tijd zal het weer terug gaan naar de grondtoestand. Tijdens het teruggaan wordt er energie in de vorm van licht uitgezonden. A+B -> C*+D -> C+D+licht(energie) In het geval van luminol gebeurt dit doordat twee stikstofatomen worden geoxideerd tot twee carbonzuuramide-groepen. Dat komt doordat de elektronen in de stikstof atomen in aangeslagen toestand komen. Bij het teruggaan naar de grondtoestand worden fotonen uitgezonden die overeenkomen met het blauwe gedeelte van het zichtbare licht.

Tips: Verse oplossingen werken het best. Het moet heel erg donker zijn in het lokaal/de ruimte waar de proef gedaan anders is het resultaat niet duidelijk zichtbaar. Er zijn veel verschillende katalysatoren te gebruiken voor de proef van luminol. Wij hebben ook nog een ander â&#x20AC;&#x17E;receptâ&#x20AC;&#x; gebruikt, wat een langer en duidelijker resultaat opleverde.

Oplossing 1: 0.01gr luminol 1.483gr NaCO3 0.4 gr NaHCO3 Oplossen in 100mL water Oplossing 2: 3% H2O2 Oplossing 3: 0.01gr Cobaltnitraat 2.5mL H2O2 Oplossen in 100mL water De oplossingen 2 en 3 bij elkaar voegen. Vervolgens bij de uitvoering van de daadwerkelijke proef hier oplossing 1 aan toevoegen

Zilverboom Waarnemingen: Er vormen zich zilverkristallen op het koper. De oplossing wordt lichtblauw door de aanwezigheid van koper ionen

Inleiding: Dit is een erg makkelijk proefje, het heeft vrijwel geen voorbereidingstijd, maar moet wel enige tijd staan voor een goed en duidelijk resultaat.

Materiaal:    

Stukje koperdraad Zilvernitraatoplossing 0,5M Petrischaaltje Eventueel camera

Methode: Knip een stukje koperdraad af en schuur dit totdat de beschermende laag eraf is. Buig dit stukje koperdraad in een soort ronde vorm. Leg dit vervolgens in een petrischaaltje en overgiet het met een zilvernitraatoplossing en zorg ervoor dat het helemaal “onder water” ligt. Laat dit nu staan totdat de zilverkristallen ontstaan.

Veiligheid: Werk met handschoenen aan en een veiligheidsbril op.

Afval: De ontstane zilverkristallen zijn erg kostbaar en daarom is het zonde om dit in het afvalvat voor zware metalen te deponeren. Dit kan na afloop van de proef uit de oplossing worden gefiltreerd. De restanten moeten na filtratie in het afvalvat voor zware metalen

Chemische achtergrond: Dit is een redoxreactie. Waarbij het zilverion 1 elektron opneemt waardoor het vast zilver wordt. Dit elektron kom van het vaste koper uit de

koperdraad. Daardoor ontstaan koperionen en kleurt de oplossing lichtblauw.

Oxidator: 2 Ag+ + 2 e- → 2 Ag Reductor: Cu → Cu2+ + 2 e-

Tips: Plaats het petrischaaltje op een driepoot met gaasje en leg er een wit papiertje onder en richt hier een camera op die aangesloten is aan de computer om het resultaat op de beamer te laten zien. Door kleine hoeveelheden te gebruiken ontstaat er ook weinig afval Deze proef is ook te doen met een zinkdraad in een oplossing van loodnitraat. Oxidator: Pb2+ + 2 e- → 2 Pb Reductor: Zn → Zn2+ + 2 e-

Nylon Waarnemingen: Uit twee vloeistoffen ontstaat op het scheidingsvlak een vaste stof die je eruit kan halen en tot een draad kan winden.

Inleiding: Deze proef heeft enige voorbereiding nodig, maar is ook relatief makkelijk uit te voeren.

Materiaal:     

8g 1,6 - diaminohexaan 3g sebacoylchloride 1 bolletje NaOH 100 mL gedestilleerd water 100 mL tetrachloorethyleen

Methode: Los 8 gram 1,6 - diaminohexaan op in 100mL gedestilleerd water en voeg daar 1 bolletje NaOH aan toe, de ontstane oplossing is zeer sterk corrosief! Dit is de lichte vloeistof, dus de vloeistof met een kleine dichtheid. Los vervolgens 3 gram sebacoylchloride op in 100 mL tetrachloorethyleen. Dit is de zware vloeistof. Doe eerst in een bekerglas de zware vloeistof, de oplossing van sebacoylchloride in tetrachloorethyleen, giet hier vervolgens heel voorzichtig de lichtere oplossing op zodat er een scheidingsvlak ontstaat. Pak daarna met een pincet voorzichtig een stukje nylon en wikkel dit om een roerstaafje. Nu kan je dit roerstaafje net zo lang door blijven draaien tot er geen draad meer uit komt. Probeer het zo vloeiend mogelijk en met een redelijk rustig tempo om het staafje te draaien.

Veiligheid: Draag handschoenen en een bril bij het draaien van de nylon.

Afval: Het ontstane nylon en de overgebleven oplossingen worden weggegooid in het afvalvat voor organisch afval.

Chemische achtergrond: Nylon is de triviale naam voor een synthetische polymeren. Nylon wordt gemaakt door een condensatiepolymerisatie van een diamine en een dicarbonzuur.

Tips: Voeg een zuur-base indicator toe aan de 1,6 -diaminohexaan oplossing, daardoor is het scheidingsvlak duidelijk te zien en krijgt de draad een leuk kleurtje.

Duivelse Vloeistof Waarnemingen: Vlammen zonder een aansteker of lucifers.

Inleiding: Deze proef is relatief simpel om uit te voeren en heeft weinig voorbereiding nodig, het is wel erg belangrijk dat je voorzichtig werkt gezien de gevaarlijke stoffen.

Materiaal:      

Horlogeglas 100% aceton geconcetreerd zwavelzuur Kaliumpermanganaat poeder Pipetten Pipetteerballon

Methode: Breng een spatelpunt kaliumpermanganaat aan op een horlogeglas. Laat hier vervolgens ongeveer 3 mL geconcentreerd zwavelzuur op vallen. Laat dit enige tijd reageren tot er een groenig papje ontstaat. Laat hier vervolgens, met een andere pipet ongeveer 3 ml aceton op vallen van enige hoogte.

Veiligheid: Draag ten alle tijden een veiligheidsbril, handschoenen en een labjas bij de uitvoer van deze proef.

Afval: De resten van deze proef kunnen met een grote hoeveelheid water door de gootsteen worden gespoelt.

Chemische achtergrond: Dit is een sterke redox reactie. Bij deze redox reactie treedt aceton op als reductor. Het permanganaat in zuur milieu is de oxidator. Deze redoxreactie geeft dermate veel energie dat de aceton direct reageert. Dit is waarneembaar aan de vlammen. Als het zwavelzuur aan de kaliumpermanganaat wordt toegevoegd ontstaat er bruinsteen, MnO2, De vloeistof wordt daardoor troebel groenig. 2 MnO4- + 2 H+ -> Mn2O7 + H2O Mangaan(VII)oxide ontleedt zich vervolgens in mangaan(IV)oxide en zuurstof. Het kan ook via andere bronnen ontleden tot ozon. Mn2O7 → 2 MnO2 + O3 Of 2 Mn2O7 → 4 MnO2 + 3 O2 Zuurstof, zuurstofradicalen en ozon reageren daarna met aceton. Dit geeft de verbrandingsverschijnselen, dus de vlammen. 2 C3H6O + 9 O2 (of 3 O3) → 6 CO2 + 6H2O

Oscillatie reactie Wat gaan we zien: Door verschillende oplossingen bij elkaar te voegen ontstaat er een kleur. Deze veranderd naar een andere kleur. Zal die zijn kleur behouden of gaat de kleur veranderen? Het laatste lijkt onwaarschijnlijk maar is toch de werkelijkheid.

Inleiding : Oscillatie reactie is een van de clock-reacties die we hebben gedaan. Het voorbereiden vergt veel tijd en precisie. Het proefje zelf gaat ongeveer een kwartiertje door.

Materiaal :       

KIO3 HClO4 50% H202 30% H2O Malonzuur MaSo4 Zetmeel 0.5 %

Methode : 1. We maken eerst een oplossing van 100ml. In deze oplossing zitten KIO3 en waterstofchloraat, dit is aangevuld met gedestilleerd water. 2. De volgende oplossing bestaat uit waterstofperoxide en demiwater ( 100 ml ). 3. De laatste oplossing bestaat uit malonzuur en mangaansulfaat. Ook dit is 100ml. In het bekerglas waarin de proef plaatsvind doen we een zetmeel oplossing. Dit maakt de proef zichtbaarder. In het bekerglas moet eerst oplossing 1 dan 2 en dan 3 worden gedaan. Deze volgorde is belangrijk.

Veiligheid : - Bril - Labjas

Afval : Restanten kunnen weggegooid worden in de afval bak.

Chemishe achtergrond : De jodaat reageert met het waterstofperoxide en waterstof. De HOI reageert met het malonzuur. De kleur onstaat door I2 en IIO3- + 2 H2O2 + H+ --> HOI + 2 O2 + 2 H2O HOI + CH2(CO2H)2 --> ICH(CO2H)2 + H2O Totaal. IO3- + 2 H2O2 + CH2(CO2H)2 + H+ --> ICH(CO2H)2 + 2 O2 + 3 H2O

Tips : Voor deze proef zijn altijd verse oplossingen nodig.

Papier dat niet ontbrand Wat gaan we zien : In deze proef gaan we een bankbiljet in de fik zetten. Ik hoor het u al denken, dat is eeuwig zonde. Maar zal het biljet echt opbranden of zit hier een chemisch trucje achter?

Inleiding : De proef is de heel kort. Enkele seconden is het effect zichtbaar. De voorbereiding vergt alleen een ethanol 75% oplossing te maken.

Materiaal :     

Kroezentang Natriumchloride Groot petrischaaltje Demiwater Ethanol 75%

Methode : In het petrischaaltje doen we de ethanol oplossing en voegen daar nog een snufje natriumchloride aan toe zodat de vlam beter zichtbaar is. Het biljet moet goed ondergedompeld worden. Houd het biljet met een kroezentang vast en steek het aan van onderaf.

Veiligheid : - Bril - Labjas

Afval : De restanten mogen door de gootsteen weggespoeld worden

Chemische achtergrond : Er verloopt een redoxreactie. Normaal gesproken brand het papier. Doordat het papier is doorweekt met spiritus brand de spiritus. Het demiwater zorgt ervoor dat het papier nat blijft en niet kan branden. Als het spiritus is verbrand stopt de verbranding.

Tips : - Test het goed anders is je geld weg. - Houd het biljet wanneer je het aansteekt niet in de buurt van de ethanol oplossing, het zou kunnen door vallende druppels dat dat ook vlam vat.

Tollens-reactie Wat gaan we zien : Hier gaan we “kerstballen” maken zoals het werd genoemd door ons publiek. In het glaswerk ontstaat een spiegel. Heel tof om te zien.

Inleiding : De voorbereiding is erg belangrijk. Dit vergt ongeveer 10 minuten. De reactie heeft wat tijd nodig in de vorm van schudden. Dit duurt ongeveer 2 minuten.

Materiaal :       

Salpeterzuur ( geconcentreerd ) : HNO3 Zilvernitraat: 0.1 M AgNO3 Kaliumhydroxide: 1.0 M KOH Glucose 5 % C6H12O6 Ammonia ( geconcentreerd ) NH4OH Rondbodemkolf + dopje Demiwater

Methode : We beginnen met schoonmaken, dit doen we met salpeterzuur. Het glaswerk waar we de tollensreagens in gaan doen maken we schoon. 5% glucose oplossing warmen we op tot 60 graden celcius. Dit doen we omdat de reactie dan sneller verloopt. In de tollensreagens zitten 2 oplossingen : zilvernitraat 0.1 M oplossing en kaliumhydroxide 1.0 M oplossing. Van zilvernitraat hebben we 80 ml nodig. Hier voegen we druppel voor druppel ammonia aan toe, totdat de bruine kleur verdwijnt. We hebben van kaliumhydroxide 40 ml nodig. Deze 2 oplossingen samen zijn de tollensreagens. Als we ze samen voegen ontstaat er een neerslag. Ook hier gaan we druppels ammonia toevoegen zodat de oplossing weer helder wordt. De kaliumhydroxide en zilvernitraat oplossing doen we in het de rondbodemkolf ( samen de tollens-reagens ) en als laatste voegen de glucose toe. Even schudden en het de zilverspiegel is zichtbaar.

Veiligheid : - Handschoenen - Bril - Labjas

Afval : Het afval moet in de zware metalen vat. Dat komt door het zilvernitraat.

Chemishe achtergrond : Tollens-reagens: 2 Ag+ + 2 OH - -> Ag2O + H2O Ag2O + 4 NH3 + H2O -> 2 Ag(NH3)2+ + 2 OH-

Tollensreagens met glucose: 2 Ag(NH3)2+ + 2 e- -> 2 Ag + 4 NH3 CH2OH(CHOH)4CH=O + 2 OH- -> CH2OH(CHOH)4COOH + H2O + 2 e-

Tips : Het schoonmaken met salpeter is niet perse verplicht, het kan ook met water. Als je het doet met salpeter zuur is het belangrijk goed na te spoelen met demiwater.

Lekker glaasje drinken Wat gaan we zien : Een van de leukste proeven die we hebben. We gaan verschillende limonades maken die samen opeens water vormen. Schijn bedriegt, maar erg leuk om te zien.

Materiaal :       

Fenolftalienen Thymolftalienen. p-nitrofenol Verschillende glazen Grote vaas Natronloog NaOH 0.01M Zoutzuur HCl 1M

Methode : Doe verschillende indicatoren in de glazen. Je kan kleuren mengen door bijvoorbeeld druppels van twee verschillende indicatoren te mengen. Het kleurenpalet kan hierbij helpen. 20 ml van 1M HCl gaat in de grote vaas. We schenken de glazen vol met de 0.01M NaOH. Op het eind schenk je alle glazen leeg in de grote vaas.

Veiligheid : - Bril - Labjas

Afval : Restanten mogen door de gootsteen.

Chemische achtergrond : Fenoftalienen : kleurloos 8,2 - 10,0 paarsrood Thymolftalienen : kleurloos 9,4 - 10,6 blauw p-nitrofenol : kleurloos 5,4 - 7,5 geel Door de basische oplossing geven ze een kleur aan. Als we de oplossingen in de grote vaas doen word de ph laag door een overmaat van een zure oplossing. En dan zijn deze indicatoren kleurloos.

Tips : Laat het duidelijk zien en vergeet niks.

Rainbow collection Wat gaan we zien : Een regenboog van kleurtjes. 1 oplossing word omgetoverd naar verschillende kleurtjes.

Inleiding : Een vrij simpele proef maar geeft een leuk effect.

Materiaal :    

buffers met verschillende pH waarde namelijk pH 2 4 7 9 12 reageerbuisjes reageerbuisrek verdunde oplossing van universele indicator

Methode : Vul elk reageerbuisje met een andere buffer, 1ml is genoeg. Doe de buisjes in het rekje. Vul de buisjes met de verdunde oplossing van universele indicator tot een hoogte van 10 cm.

Veiligheid : - bril - labjas

Afval : Mag door de gootsteen.

Chemische achtergrond : De indicator geeft een andere kleur bij een andere buffer. Hij is als het ware gevoelig voor de zuurgraad. We verdunnen de buffers zeer, maar de eigenschap van een buffer is dat de ph hetzelfde blijft zelfs al hij verdund wordt.

Tips : Laat het duidelijk zien en vergeet niks. Met grotere hoeveelheden is het effect duidelijker.

Vlamkleuring Wat gaan we zien Er wordt een brandbare nevel door een kleurloze vlam gespoten. Hierdoor ontstaat een kleurrijke vlam.

Inleiding Deze proef is erg simpel voor te bereiden, maar toch redelijk spectaculair. Het maken van de oplossingen is binnen 5 minuten gedaan. Met deze oplossingen kun je meerdere shows mee.

Materiaal    

Ethanol Verschillende zouten. (Natriumchloride, Koperchloride, Strontiumchloride) Verstuiver Brander

Methode Los de zouten op in de ethanol en spuit een nevel door middel van een verstuiver door een kleurloze vlam.

Veiligheid Draag altijd een lab-jas en een veiligheidsbril. Spuit niet in de richting van andere brandbare stoffen of mensen.

Afval De oplossingen kunnen gewoon door de gootsteen.

Chemische achtergrond Volgens het atoommodel van Bohr bewegen elektronen zich in denkbeeldige concentrische banen (elektronen-schillen) op bepaalde afstanden van de atoomkern. De energie die de elektronen bezitten neemt toe naarmate de afstand tot de kern groter wordt. De elektronenschillen worden, gerekend vanaf de kern, meestal aangeduid als: K-, L-, M-schil enz. Normaal gesproken bevinden alle elektronen zich in deze grondtoestand, maar bij voldoende toevoer van warmte energie is het mogelijk dat ĂŠĂŠn of meerdere elektronen overgaan naar een hogere, energierijkere schil. Dit is echter geen stabiele toestand en daarom zal het elektron uiteindelijk terugvallen naar het lagere energieniveau van de grondtoestand. De eerder opgenomen energie komt daarbij weer vrij in de vorm van licht met voor elk element specifieke golflengtes.

Tips Een grote nevelwolk zorgt voor een grote vlam en dus een spectaculairder effect.

Salmiak maken Wat gaan we zien Een opzienbarende proef waar vanuit „niets‟ een wit poeder ontstaat.

Inleiding Gassen zijn er in vele soorten en maten. Fel gekleurd, kleurloos, stinkend of zelfs dodelijk; ze bestaan allemaal. Toch zijn vele gassen kleurloos. Bij deze proef wordt de aanwezigheid van 2 schadelijke gassen aangetoond. Opmerkelijk: deze 2 schadelijke gassen reageren met elkaar tot de (lekkere) eetbare stof salmiak!

Materiaal         

2 erlenmeyers 2 doppen met rietje 2 grote cilinders 2 glasplaatjes Brander Aluminiumfolie Statief met klem NH3-oplossing HCl-oplossing

Methode Vul de erlenmeyer met ongeveer 20mL HCl-oplossing. Sluit de erlenmeyer af met de dop en laat het rietje in de grote buis eindigen. Sluit de grote buis luchtdicht af met wat aluminiumfolie. Plaats de erlenmeyer boven de brander en verwarm deze rustig. Breng de vloeistof niet aan de kook! Vul op deze manier de grote buis met gas. Vul op dezelfde manier de andere buis met NH3 gas. Zet nu de buis met HCl-gas bovenop de buis met NH3-gas zodat het HCl-gas naar beneden zakt en gaat reageren. Wacht tot het salmiak is neergeslagen.

Veiligheid Beide gassen zijn schadelijk wanneer ze in te grote hoeveelheden worden ingeademd. Overschrijdt de MAC-waardes niet en werk in een zuurkast.

Afval Het ontstane salmiak kan met water door de gootsteen worden gespoeld.

Chemische achtergrond Ammoniumchloride kan bereid worden door de klassieke zuur-basereactie tussen ammoniak en zoutzuur: NH3(g) + HCl(g) ď&#x192; NH4Cl(g)

Tips Attendeer het publiek op het feit dat beide gassen zeer schadelijk zijn, maar dat het product van deze gassen wordt gebruikt in bv. Dropjes.

Snoep geeft energie Wat gaan we zien Een klein stukje snoep dat bij kaliumchloraat gevoegd wordt. Dit zorg voor een reactie waarbij hevige vuurverschijnselen te zien zijn.

Inleiding Deze proef laat zien dat glucose, wat in een snoepje zit, een brandstof is voor het menselijk lichaam. Net zoals bij bv. de verbranding van benzine, een meer voor de hand liggende brandstof, komt er veel energie vrij.

Materiaal    

Brander Hardglazen reageerbuis Kaliumchloraat Snoepje (glucose)

Methode Vul de reageerbuis met een laagje van 2cm kaliumchloraat. Verwarm deze stof zodat het ontleedt. Er ontstaat een vloeistof met daarboven een gas. Als het kaliumchloraat volledig is ontleed kan je dmv een pincet het snoepje toevoegen. Doe dit snel aangezien er een hevige reactie op zal treden.

Veiligheid Kaliumchloraat is schadelijk via opname door de mond. Werk voorzichtig en met de juiste beschermende kleding. Voer deze proef altijd uit in een zuurkast. Zorg dat het ontstane gas veilig wordt afgezogen. Pas op voor de reageerbuis na de proef, deze kan erg warm zijn.

Afval De ontstane aangekoekte stoffen in de reageerbuis kan schoongemaakt worden met wat warm water.

Chemische achtergrond De thermolyse van kaliumchloraat gaat als volgt: 2KClO3 â&#x2020;&#x2019; 2KCl + 3O2 Vervolgens loopt de reactie met glucose: C12H22O11 (s) + 8 KClO3 (l) â&#x2020;&#x2019; 12 CO2 (g) + 11 H2O

(g)

+ 8 KCl

(s)

Tips Denk aan de terugkoppeling met glucose als brandstof voor het menselijk lichaam.

Blue bottle Wat gaan we zien Een leuke proef waarbij er kleurverandering plaatsvinden in een gesloten erlenmeyer. Zo lijkt het dus alsof de kleurloze vloeistof in erlenmeyer uit zichzelf verandert.

Inleiding Een erg bijzondere kleurreactie die bij vele verbazing wekken. De proef duurt niet lang, maar dat maakt hem niet minder interessant. Ook kan je later in de show even terugkomen op deze proef.

Materiaal    

Erlenmeyer met stop 10g glucose 6g vast NaOH 0.1% massa methyleenblauwoplossing in ethanol

Methode Maak een oplossing van 0.05g methyleenblauw in 50mL ethanol. Los de NaOH op in 300mL water en voeg hierbij de glucose. Voeg pas vlak voor de uitvoering de gemaakte methyleenblauwoplossing toe.

Veiligheid Natriumhydroxide is een sterke loog en dus bijtend. Gebruik een labjas, hadnschoenen en een veiligheidsbril

Afval De oplossing kan met veel water door de gootsteen worden gespoeld.

Chemische achtergrond In deze proef treedt glucose op als reductor en zuurstof als oxidator. Bij toevoeging van methyleenblauw aan de glucose oplossing reduceert glucose de blauwe vorm van methyleenblauw MB+ tot het kleurloze MBH2+. Door het schudden komt er zuurstof in de oplossing. Hierdoor wordt MBH2+ geoxideerd tot MB+. Dit proces herhaalt zich totdat de glucose opgereageerd is.

Tips Belangrijk bij deze proef is om te laten zien dat de onstane blauwe oplossing na een tijd weer kleurloos word. Kom dus weer terug op deze proef en leg uit hoe dit komt.

Literatuur    

www.nvon.nl

Showdechemie 1 Showdechemie 2 Youtube MiT

Nawoord Wij zijn van mening dat we een erg goede show hebben weten neer te zetten. Blij waren we dus ook zeker toen we veel positieve reacties kregen van kinderen en ouders. Toch was het neerzetten van de show moeilijker dan gedacht. Met name het voorbereiden van elke proef was erg tijdrovend. Toch hebben wij door hard werken een mooie show weten neer te zetten en kunnen wij met een gerust hart dit profielwerkstuk afsluiten.