Opdracht `chemische chemische chemische eierwekker eierwekker

Wedstrijdchemie 2014 ‘chemische eierwekker’
Opdracht ‘chemische eierwekker’
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
Wedstrijdchemie 2014 ‘chemische eierwekker’
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!
Hoeveelheid water
Hoeveelheid NaOH
Hoeveelheid glucose
Hoeveelheid
methyleenblauw
Tijd tot eerste kleuromslag
Voorbeeld 1
Voorbeeld 2
125 mL
1,27 g
1,25 g
0,25 mL
125 mL
0,15 g
0,15 g
0,25 mL
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
Wedstrijdchemie 2014 ‘chemische eierwekker’
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:
Stockoplossing
Vitamine C
Stockoplossing
zetmeel
Bekerglas A
Bekerglas B
Tijd tot
kleuromslag
Water
Bruistablet
Water
Zetmeel
Vitamine C oplossing
Betadine
Water
Waterstofperoxide
Zetmeel oplossing
water
Voorbeeld 1
60 ml
1
40 ml
3,94 g
10 ml
10 ml
15 ml
20 ml
6 ml
10 ml
1 min 21 s
Voorbeeld 2
30 ml
1
40 ml
3,94 g
20 ml
10 ml
15 ml
20 ml
6 ml
10 ml
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
Wedstrijdchemie 2014 ‘chemische eierwekker’
Werkblad Wedstrijdchemie ‘chemische
‘c hemische eierwekker’
eierwekker’
Namen deelnemers
1………………………………………….
2………………………………………….
3………………………………………….
4………………………………………….
Omcirkel de gekozen
gekozen klokreactie(s)
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
Wedstrijdchemie 2014 ‘chemische eierwekker’
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: C6H12O6 +1/2 O2 C6H12O7
Als je de fles schudt en er dus meer O2 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.
C6H8O6 + H2O + I2 → C6H8O7 + 2I- + 2H+
Waterstofperoxide is een oxidator. De waterstofperoxide zorgt ervoor dat er van 2I- weer I2 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 I2 niet meer omgezet wordt in 2I- Op dat moment
reageert jood met het zetmeel en ontstaat de donkerblauwe kleur.
5