Science Tattoos *nerd alert*

Als je Ester heet, kun je de structuurformule van een esterbinding op je pols tatoeëren. Dan kun je aan al je vriendjes en vriendinnetjes trots laten zien hoe je heet, nerdstyle.

Als serotonin je favoriete neurotransmitter is, kun je die ook op je zijkant tatoeëren. Wel een beetje groot natuurlijk.

Op het Science Tattoo Emporium laten rechtgeaarde nerds (lees: natuurwetenschappers) zien wat zij belangrijk genoeg vonden om op hun lichaam te tatoeëren. Ik heb me slap gelachen, maar heb diep respect voor hun toewijding. Mijn vraag aan jullie: welk (scheikundig) thema/denkbeeld/theorie/voorwerp zouden jullie als tatoeage voor altijd bij je willen dragen?

Meer hoogtepunten hieronder.

TROS Radar en wasmiddelen

Het is toch wat met die televisieprogramma’s. Eerder schreven we al over de Keuringsdienst van Waarde. Zij beweerden dat er gemalen fietswrakken in cornflakes zaten. Maar ook op het consumentenprogramma TROS Radar moet je niet blindelings vertrouwen, als we emeritus hoogleraar consumententechnologie Paul Terpstra mogen geloven, zo bericht de Telegraaf.

Radar voerde begin 2009 een wasmiddelentest uit (uitzending, uitslag). De test werd uitgevoerd door studenten en docenten van het Hoger Laboratorium Onderwijs Leiden. Een wasmiddel genaamd ‘Formil’ van de Lidl kwam als beste uit de test en hier wordt nog steeds mee geadverteerd. Helaas, volgens Terpstra is de test niet goed uitgevoerd. Alle tests zijn maar één keer uitgevoerd, er is geen gebruik gemaakt van gestandaardiseerde vuil- en vlekkendoeken, de resultaten zijn niet objectief genoeg bekeken en de resultaten zijn niet statistisch getoetst, aldus Terpstra.

Terpstra heeft de resultaten van Radar vergeleken met resultaten van onderzoeksinstituut Sohit. Dit instituut voert vergelijkingsonderzoeken uit voor consumentenorganisaties volgens internationaal erkende normen. De tests van Sohit geven een ander beeld en Formil is volgens Sohit zeker niet de beste. Radar doet de kritiek af met: “Wij hebben echter niet het budget om het onderzoek bij een dergelijk instituut te laten doen.” Doe goed onderzoek of doe het niet!

Waar ik zelf nog twijfels bij heb, is de zetmeeltest die wordt uitgevoerd. Bij een oplossing van zetmeel in water wordt wat jood (I2) gevoegd. Er wordt een complex tussen het jood en het zetmeel gevormd wat voor een diepblauwe kleur zorgt. Vervolgens wordt er wasmiddel toegevoegd en wordt er gekeken hoe snel de blauwe kleur verdwijnt. Dit zou een maat zijn voor de hoeveelheid zetmeel die door het wasmiddel wordt afgebroken. Ze vergeten dat de blauwe kleur ook verdwijnt als het jood wordt gereduceerd tot jodide (I). Dit is niet onwaarschijnlijk: het op deze manier laten verdwijnen van de kleur wordt in de praktijk zelfs veel gebruikt, bijvoorbeeld bij jodometrie. Hierbij is zetmeel dus de indicator voor de aanwezigheid van jood.

Sterker nog, de reductie van jood (dit keer in afwezigheid van zetmeel als indicator) wordt ook gebruikt in reclames! Zie bijvoorbeeld onderstaande, hele oude, reclame voor Vanish Oxi Action.

Er wordt gezegd: “…zelfs als je de was extra vies maakt met jodium, verwijdert Vanish moeiteloos de meest lastige vlekken.” Jodium is een oplossing van jood (I2) en natriumjodide (NaI) in een mengsel van water en ethanol. De vieze bruine kleur is afkomstig van jood; natriumjodide is kleurloos. Je ziet in het filmpje inderdaad de kleur snel verdwijnen, maar waardoor komt dit? Simpel: het jood wordt gereduceerd tot het kleurloze jodide door een reductor. Hier wordt vaak een milde reductor zoals natriumthiosulfaat (Na2S2O3) voor gebruikt. Deze reactie is middelbare school redoxchemie en is als volgt (Binas tabel 48):

Ox: I2 + 2 e 2 I
Red: 2 S2O32- S4O62- + 2 e
Totaal: I2 + 2 S2O32- 2 I + S4O62-

Het jood is dus zeker niet weg. Je ziet het alleen niet meer.

Terug naar de wasmiddelentest van Radar. Het is op basis van de tests van Radar niet te zeggen of de kleur verdwijnt omdat het zetmeel wordt afgebroken of omdat het jood wordt omgezet tot jodide door de aanwezigheid van een reductor zoals thiosulfaat in het wasmiddel.

Hoe zou je wel kunnen aantonen welke van de twee wordt afgebroken? Simpel, door opnieuw een beetje zetmeeloplossing toe te voegen aan de ontkleurde oplossing. Blijft de oplossing dan kleurloos, dan was het jood gereduceerd. De oplossing zou dan opnieuw kleur moeten krijgen door het toevoegen van wat joodoplossing. Deze controle is niet gedaan, dus aan deze test zou ik dus maar niet teveel waarde hechten.

Scheikundejongens op Twitter

Vanaf vandaag zijn de Scheikundejongens te volgen op Twitter. We zullen daar vooral melden wanneer er een nieuwe blogentry is verschenen, maar ook wat voor Scheikundejongens-gerelateerde ongein we uithalen. Ook zullen we groot nieuws aankondigen. Natuurlijk alles scheikunde-gerelateerd.

Jullie kunnen ons vinden @SJs_nl. Volg ons vooral als je niks wil missen.

Het vloeien van kennis deel 1

Wat ik me eigenlijk pas vrij laat realiseerde, is hoe kennis stroomt. Ik lees wel eens een boek en daar leer ik dan uit. Misschien klinkt de vraag wat suffig en lijkt het antwoord voor de hand te liggen, maar toch wist ik een hele tijd niet hoeveel gedoe het is voordat we iets tot ‘waar’ bestempelen.

Alles wat ik ooit over (bijvoorbeeld) scheikunde weet, heeft iemand ooit uitgezocht en opgeschreven. Dat is weer door anderen gelezen, misschien eens vertaald en nog een keer opgeschreven. Weer iemand anders… enzovoorts. Nu is het mooie aan natuurwetenschappen (scheikunde, biologie en natuurkunde, maar ook paleontologie, aardwetenschappen en sterrenkunde) en wiskunde, dat het niet uit maakt hoe de vertaling plaatsvindt. Je kan zeggen dat onze kennis over de natuur robuust is. Er is nou nooit (of in ieder geval extreem weinig) gebakkelei over wat een ander-talige auteur nou precies bedoelde. In de literatuurwetenschappen is dat praktisch een van de hoofdvragen.

Bonus points if you can identify the science in question

Onze taal is de wiskunde. Hoe we dat weten? Ik denk niet dat daar een antwoord op is. Het is een beetje als het kip en het ei. Zijn natuur en wiskunde hetzelfde en heeft de mens alleen maar op hoeven letten om achter de wiskunde te komen, of heeft de mens de wiskunde uitgevonden en is dat de reden waarom we sommige dingen niet kunnen bewijzen? Voor deze levensvragen wijs ik jullie door naar de Wiskundemeisjes. Ik weet dat Jeanine een masters degree heeft in de filosofie van de wiskunde.

Wat voor ons interessant is, is dat wij regels hebben om de natuur te beschrijven. Die regels zijn niet in een natuurlijke taal, zoals Nederlands, Engels of Duits, maar in de fantastische taal, de wiskunde. En dit is de reden waarom de natuurwetenschappen (samen met wiskunde) ‘De Exacte Wetenschappen’ worden genoemd. Geen gezeur over wat er bedoelt wordt. Het is zo, of niet.

Volgende keer vertel ik over wanneer en waarom we iets ‘waar’ noemen en hoe groot de korrel zout is die we er bij nemen.

Vuurwerk

In de vorige post schreven we al dat er afgelopen jaarwisseling zo’n 65 miljoen euro aan vuurwerk de lucht in is gegaan. Voor economen is dat natuurlijk allemaal leuk en aardig, maar wat ik als chemicus veel interessanter vind, is hoe al dat siervuurwerk aan haar prachtige kleurtjes komt. De theorie hierachter is niet heel ingewikkeld.

Voor de kleuren in siervuurwerk zijn in feite drie stoffen belangrijk: een brandstof, een oxidator (door mijn scheikundedocent altijd “zuurstofleverancier” genoemd) en de kleurstof zelf. De kleurstof is geen organisch molecuul, maar meestal een anorganisch zout zoals strontiumnitraat, bariumchloride of koper(II)chloride. Wanneer de brandstof wordt verbrand, wordt de temperatuur hoog genoeg om het zout in de gasfase te brengen. In de gasfase komt het zout niet langer voor als ionen, maar is het grotendeels uiteengevallen in losse ongeladen atomen. In feite is dit een soort redoxchemie. Bijvoorbeeld voor bariumchloride:

Ba2+ + 2e ⇌ Ba (g)
2 Cl ⇌ 2 Cl• (g) + 2 e

De losse bariumatomen zorgen voor de kleur van de vlam. Door de enorm hoge temperatuur komt een elektron van het bariumatoom zo nu en dan in een hogere energietoestand terecht (ook wel aangeslagen toestand genoemd). Wanneer het elektron weer terugkeert naar de grondtoestand, wordt het verschil in energie uitgezonden in de vorm van een foton: we zien licht! Dit effect is overigens exact het principe achter de vlamkleurproefjes die je op de middelbare school misschien wel eens hebt gedaan.

Vlamkleuren zijn niet alleen erg mooi, ze worden in de praktijk ook voor analyse gebruikt. Met atomaire-emissiespectroscopie (AES) kun je de aanwezigheid en concentraties van vele elementen bepalen door nauwkeurig naar de emissies van de atomen in een vlam te kijken. Nauw verwant hieraan is atomaire-absorptiespectroscopie (AAS), waarbij je niet kijkt naar de emissie van licht van atomen in de vlam, maar juist naar de absorptie ervan.

Tot slot vond ik nog deze mooie demonstratie van de vlamkleuren van verschillende zouten op de JijBuis: