Een tijdje terug schreven we over het groeien van kristallen. Nou is het vervelende van scheikundigen dat ze ergens niet alleen over willen schrijven, maar dat ze dat ook willen doen. En zo geschiedde: onze grootste fan Freddy begon met het groeien van mooie blauwe kopersulfaatkristallen (CuSO4 × 5 H2O, wit kopersulfaat bestaat ook, maar bevat geen kristalwater) en ondergetekende stortte zich op aluin.
Op onderstaande foto zie je drie kristallen, twee van aluin en een van kopersulfaat. De aluinkristallen zijn ongeveer een halve centimeter groot, het kopersulfaat kristal ongeveer een centimeter. Het is opmerkelijk dat de vrijwel alle aluinkristallen de hexagonale vorm van het kristal links hadden. Er is maar één kristal gevormd met de vorm van de middelste. Dat betekent dat dus dat aluin meerdere kristalroosters kan hebben!
Gooi je Binas maar weg. Scheur het periodiek systeem maar van de muur. Bestel maar een nieuw douchegordijn. Het periodiek systeem zal namelijk nooit meer hetzelfde zijn.
We schreven al eerder dat element 112, ununbium, eindelijk was erkend door de IUPAC. Toen had het element nog geen officiële naam; ununbium is namelijk slechts een tijdelijke, systematische naam voor element 112. Inmiddels is er een definitieve naam voorgesteld. Deze naam is copernicium (symbool: Cp), ter ere van astronoom Nicolaas Copernicus (1473-1543). Copernicus is samen met Galilei de grondlegger van de heliocentrische theorie, een theorie die zegt dat de zon het middelpunt van het zonnestelsel is.
De verwachting is dat over ongeveer 6 maanden de naam copernicium definitief wordt. Tot die tijd kun je met kritiek over de naam terecht bij de IUPAC, dé organisatie die de naamgeving van stoffen en elementen verzorgt.
Waar we ook erg geïnteresseerd in zijn: wat vinden jullie van deze naam? Wat vinden jullie ervan dat een element is vernoemd naar een astronoom? Vind je copernicium ook lastig uit te spreken en heb je liever copernicum? Of toch liever ScheikundeJongium?
Altijd al meer willen weten over de chemie van het koken? Dan zal onderstaand filmpje je enorm gelukkig maken. De dames en heren van The Periodic Table of Videos hebben ter ere van hun éénjarig bestaan echte cake gebakken, maar dan met chemicaliën die je op het lab vindt.
Helaas is het niet verstandig om de cake op te eten. De gebruikte chemicaliën zijn niet bestemd voor consumptie (en kunnen dus met giftige dingen vervuild zijn) en de gebruikte spullen zijn ook niet bepaald schoon. Maar dat geeft natuurlijk niet, want het is wel een leuk excuus om met vloeibare zuurstof te spelen:
We kregen de vraag “wat is nou een leuk onderwerp voor een profielwerkstuk over scheikunde?” Natuurlijk zijn wij de beroerdste niet, dus hier een lijstje met leuke experimenten — dat vinden wij in ieder geval — waar goed een profielwerkstuk omheen te bouwen is.
Hoewel bovenstaande onderwerpen onder “maken” staan, betekent dat niet dat je helemaal niets hoeft te meten. Als je iets hebt gemaakt, wil je daarna ook weten hoe zuiver het is. Denk bijvoorbeeld aan analyses met infraroodspectroscopie, gaschromatografie, dunnelaagchromatografie of NMR.
Analyse (meten)
Oppervlaktespanning / kritische micel concentratie bepalen (denk ook aan dingen als zeep, teflon, speciale planten)
Chemiluminescentie: werking van luminol, katalysatoren hiervoor vergelijken
Bepalen aspartaamgehalte in frisdranken
Bepalen cafeïnegehalte in koffie, thee, cola, …
Bepalen theobromine/cafeïne in chocolade
Bepalen alcoholgehalte in zelfgebrouwen bier (of wijn)
Bepalen ijzer-, chroom-, aluminium-, koper-, nikkel-, calcium-, magnesium-, natriumgehaltes, etc in voeding, staal of leidingwater
Bepalen fosforzuurconcentratie in cola, fanta en andere dranken
Aantasting van tanden door cola of andere zure dranken
Bepalen nicotinegehalte in sigaretten(rook) of nicotinekauwgom
Bepalen capsaïcinegehalte in verschillende soorten rode peper
Bepalingen van biologisch actieve stoffen zoals cafeïne of aspartaam kun je ook goed combineren met een onderzoek naar de werking/bijwerkingen ervan, bijvoorbeeld als je je profielwerkstuk zowel over scheikunde als biologie doet. Dat geldt ook voor de synthese van pijnstillers.
Er zijn ook dingen die je vooral niet moet doen:
‘Onderzoek naar DNA’: te algemeen en te lastig
‘Onderzoek naar kanker’: idem
Ingewikkelde (meerstaps) syntheses
Onderzoek naar explosieven
Het Miller-Urey experiment
Onderzoek naar stamcellen
Zorg dat je jezelf gerichte vragen stelt. Een vraag zoals “wat zijn de effecten van feromonen?’’ is te algemeen. Het aantal feromonen is te groot om op te noemen, en ze hebben allemaal verschillende effecten. Hoe kun je zo’n vraag dan ooit beantwoorden?
Tot slot: wanneer je er niet uit komt, je toffe experiment niet op school kunt uitvoeren of je een analyse niet op school kunt doen, neem contact op met de profielwerkstukken hulp Scheikunde aan de Universiteit Utrecht of check google voor een universiteit in de buurt. Ze helpen graag!
Zet de veiligheidsbril maar op, knoop je labjas dicht en trek handschoenen aan. Het is tijd voor wat haardkoor chemie. We gaan namelijk onze eigen Hindenburg maken. Hopelijk zonder de bijbehorende vlammenzee. Dat moet haast ook wel, want waterstof brandt met een onzichtbare vlam.
Ter zake. In deze doe het jezelf gaan we een ballon vullen met waterstof. Dit betekent dat we op een of andere manier waterstof moeten produceren. Dat kan natuurlijk met elektrolyse, maar dat is saai, langzaam en de kans dat je thuis een toestel van Hofmann hebt staan is ook klein. Tijd voor iets spectaculairders.
Let op: er staat niet voor niets aan het begin van dit stukje dat je een veiligheidsbril op moet zetten. Onderstaande reacties zijn enorm exotherm en je wilt echt geen kokende zuren of basen in je oog, op je handen of op je kleren. Scholieren: vraag je docent om hulp.
Hindenburg zeppelin gevuld met waterstof. Hetgeen dat je ziet branden is vooral de coating van de ballon, omdat het waterstof veel te vluchtig is en brandt met een kleurloze vlam.
Calciumhydride
Calciumhydride, CaH2, is een metaalzout dat soms wordt gebruikt wanneer er iets moet worden gedroogd. Het reageert zeer heftig met water, waarbij waterstof ontstaat:
CaH2 (s) + 2 H2O (l) → Ca2+ + 2 OH– + 2 H2 (g)
Uitvoering: Breng in een afzuigerlenmeyer, rondbodemkolf of iets anders met twee openingen een flinke hoeveelheid water (maar niet teveel, anders spettert er allemaal water de ballon in). Voeg een brokje calciumhydride toe, maar doe de ballon er nog niet direct op. Er zit nu namelijk nog allemaal lucht in, en dat wil je niet in de ballon hebben. Maak als de reactie afgelopen is de ballon vast en voeg nog een stukje calciumhydride toe. Houd de ballon goed vast terwijl je de stop er snel op doet.
De reactie verloopt heel snel, dus het geheel vereist enige oefening.
Aluminium en natronloog
Wellicht heb je geen calciumhydride bij de hand. Een alternatieve methode is om natronloog te laten reageren met aluminium:
2 Al (s) + 6 OH– → 2 AlO33- + 3 H2 (g)
Deze reactie verloopt een stukje langzamer dan de vorige. Daardoor kun je gewoon wat natronloog in een erlenmeyer doen, aluminium erbij en rustig de ballon erop zetten.
Natronloog (1 — 4M) heeft je docent scheikunde ongetwijfeld staan. Aluminium kun je halen uit bijvoorbeeld de onderkant van een blikje frisdrank of aluminiumfolie. Deze reactie werkt overigens ook met zoutzuur.
Voor de slimmeriken: de reactie is inderdaad hetzelfde als de beruchte crofty bomb.
De klassieker: zink en zoutzuur
De oldskool methode om op labschaal waterstof te maken, is met zink en zoutzuur:
Zn (s) + 2 H+ → Zn2+ + H2 (g)
Niet alleen is zink goedkoper dan aluminium, ook komt er bij deze reactie minder warmte vrij. Samen met het toestel van Kipp was dit vroeger dan ook een gemakkelijke manier om ter plekke waterstofgas of CO2 te maken — dit laatste maak je door soda in plaats van zink te nemen.
Zetten jullie wel “scheikundejongens.nl” op jullie ballon als jullie hem oplaten?
