Juleforsøg fra VidenOm - Kemishow

Juleforsøg fra VidenOm
Kemishow har haft fornøjelsen at levere 5 forsøg til juleudgaven af VidenOm i 2003.
De 5 forsøg er:
En istap af natriumacetat
Snevejr af sølvklorid
Selvantændelse
Basisk julehjerte
Eksploderende dåse (aka "tidsindstillet brintbombe" eller "Ægsplosion")
Opskrifterne står nedenfor, udførelse er på eget ansvar.
Kemikalier:
250 g natriumacetat trihydrat
25 ml destilleret vand
Udstyr:
½ liter pyrex-flaske eller konisk kolbe
Kogende vandbad
"Istap" af natriumacetat
Forsøget:
Forberedelse:
Natriumacetat og vand hældes i flasken, låget sættes løst på, og den koges på vandbad til al
natriumacetat er smeltet. Lad flasken køle ned til stuetemperatur.
Udførelse 1:
Læg nogle få natriumacetatkrystaller ("podekrystaller") på en plastplade eller lignende, der hvor
man vil have istappen.
Hæld i en rolig stråle natriumacetatopløsningen ned på krystallerne, og en "istap" vokser frem.
Start med at hælde et godt skvæt, så der bygges et fundament. Herefter hældes langsommere og
langsommere, mens flasken hælder fra stadig større højde.
(Visuelt god version)
Udførelse 2:
Put en enkelt krystal i flasken. På få sekunder stivner indholdet, og flasken bliver varm.
(Hands-on-version. Den varme flaske kan sendes rund)
Udførelse tre:
Hav lidt natriumacetatkrystaller på fingrene og knips over den åbne flaske. Som ved et trylleslag
"fryser" væsken.
(Lidt for meget en tryllekunst, men meget imponerende)
Man kan også hælde væsken tyndt ud på en glasplade, så man kan se krystalvæksten tydeligt, men
så har den det med at krystallisere i tide og utide (Kan evt. bruges som start på "istappen").

Hvad sker der:
De fleste stoffer man smelter, vil størkne igen når de køler ned. Det sker typisk ved at der spontant
dannes nogle små primærkrystaller, der så vokser videre til alt er størknet. Nogle stoffer kan
imidlertid afkøles under smeltepunktet eller det punkt hvor de burde være fældet ud af en opløsning.
En forklaring på dette fænomen antages at være, at når primærkrystallen dannes, opstår der lokalt
en lavere koncentration af stoffet, som krystallen opløses i igen. Primærkrystallen skal altså over en
vis kritisk størrelse, før den "er levedygtig". Krystaller der er store nok til at være synlige, er store
nok til at starte processen.
Når smelten størkner, frigøres stoffets smeltevarme og temperaturen stiger til stoffets smeltepunkt
(55-58 grader afhængigt af vandindhold) indtil alt er størknet. Denne effekt anvendes i nogle typer
varmepuder og er også grunden til at en flaske vand sammen med ens grøntsager kan holde dem
frostfri i let frost.
Bemærkninger:
Hvis væsken størkner til en fast masse når den køler ned, er den enten ikke helt smeltet, eller der er
ikke tilsat nok vand. Hvis den bliver til en grødet krystalmasse, som dog stadig kan podes og
størkne helt, skal den tilsættes en milliliter vand eller to.
Natriumacetat kan man selv lave ved at neutralisere 32% eddikesyre med flydende afløbsrens
(natriumhydroxidopløsning).
I en stålgryde hældes 2-3 deciliter eddikesyre. Under omrøring hælder man langsomt afløbsrens i
syren, til pH værdien er 8-9.
Derefter koger man opløsningen til en udtagen prøve størkner. Man skal så tilsætte nok vand til at
man kan lave den underafkølede væske, men ikke så meget at istappen driver af fugt når man laver
den..
Hvis syren begynder at koge lader man den køle ned før man fortsætter.
Syntesen bør ske udenfor, da eddikesyre lugter kraftigt.
Sikkerhed:
Natriumacetat er et af de mest uskadelige kemikalier man kan møde. Det må anvendes frit i
madvarer som "E 262" til at stabilisere pH-værdien.
Ved syntese af natriumacetat skal der anvendes briller og handsker, da både eddikesyre og
natriumhydroxid er ætsende. Ved stof på huden skylles med vand, ved stof i øjnene skylles med
masser af vand og der søges læge
Oprydning/affald:
Kan smides i affaldsspand/kloak. Men kan genbruges et utal af gange til man synes den er
blevet for ulækker.
Kilde
"Istappen metode 1" er fra Shakashiri's "Chemical Demonstrations", resten har vi selv
eksperimenteret os frem til.
Kemikalier:
Snevejr af sølvklorid

Opløsning af sølvnitrat i vand (i en dråbeflaske)
Saltvand (50 g pr. liter)
Udstyr:
Lille akvarium eller anden glasbeholder
Ting til at opbygge et landskab
Forsøget:
Beholderen fyldes med saltvand, og et lille landskab med huse, plastnisser og andet opbygges på
bunden.
Når der dryppes sølvnitrat i vandet dannes et hvidt fnugget stof, der som sne daler ned på bunden.
Alternativ opskrift:
I akvariet en opløsning af oxalsyre i vand (oxalsyre kan købes i Matas) og deri dryppes en mættet
opløsning af calciumklorid (købes i byggemarked som "affugter"). der fældes et hvidt stof.
Hvad sker der:
Både sølvnitrat og natriumklorid er letopløselige i vand (henholdsvist 122 og 35,7 g i 100 ml koldt
vand) Sølvklorid er derimod særdeles tungtopløseligt (0,00009 g i 100 ml vand ved 0 grader), så
praktisk taget alt sølv fælder ud i form af sølvklorid. Tilbage i opløsning er der natriumnitrat.
Denne reaktion er den klassiske måde at teste for klorid-ioner i vandig opløsning.
Anvendes oxalsyre og calciumklorid fældes der i stedet calciumoxalat. Det er denne reaktion man
udnytter når man tilsætter "non-oxal" (som bare er en dyr calciumkloridopløsning) til sin
rabarbergrød (Oxalsyre er ikke sund i store mængder).
Bemærkninger:
Brug opvaskemaskinesalt til saltvandet, så får man en klar opløsning. Bordsalt er tilsat antiklump,
jod og andet godt, der kan gøre opløsningen uklar.
Sikkerhed:
Brug briller og handsker. Sølvnitrat er stærkt ætsende, da det oxiderer organiske stoffer og danner
frit sølv. Det har været brugt til at ætse vorter med, og alkymisterne døbte det "lapis infernalis",
"helvedessten" for det ætsende egenskaber. I mindre mængder danner det udfældede sølv sorte
pletter der skal slides af.
Oxalsyre og calciumklorid er usundt ved indtagelse.
BLAND IKKE SØLVNITRATOPLØSNING OG OXALSYREOPLØSNING. SØLVOXALAT
KAN VÆRE EKSPLOSIVT!
Oprydning/affald:
Sølvklorid skal opsamles og aflevere på en affaldsplads (Man kan sagtens genindvinde sølvet, men
da sølv koster ca. 2 kr. grammet kan det ikke betale sig i små mængder).
Alt andet kan hældes i toilettet.
Kilde:
Reaktionen er en klassiker, selve forsøget rystede jeg ud af ærmet da jeg diskuterede egnede forsøg
med Jes fra VidenOm.

Kemikalier:
Kaliumpermanganat
Glycerin
Sukker
Udstyr:
Brandsikker underlag
Pipette
Selvantændelse
Forsøget:
I en lille bunke kaliumpermanganat laves en fordybning, hvor man lægger et par dråber glycerin.
Efter lidt tid begynder bunken at ryge og selvantænder derefter. Man kan observere kaliums
karakteristiske violette flammefarve.
Evt. kan man lade reaktionen ligge ovenpå, og dermed antænde en 1:1 blanding af sukker og
kaliumpermanganat.
Hvad sker der:
Glycerin er en alkohol og kaliumpermanganat er et kraftigt oxidationsmiddel. Når de blandes
oxideres glycerinen, det danner varme der får reaktionen til at gå hurtigere, og så går det amok.
Bemærkninger:
Pletter forårsaget af reaktionen kan fjernes med en opløsning af oxalsyre i vand (dog ikke brændte
pletter)
Sikkerhed:
Glycerin er uskadeligt, kaliumpermanganat er sundhedsskadeligt og giftigt for vandlevende
organismer.
Oprydning/affald:
Affaldsspand (pas på spanden ikke selvantænder!!!, smid evt. affaldet ud i et lukket syltetøjsglas
sammen med lidt vand).
Kilde:
Hagensen og Parbo, Kemiske Demonstrationsforsøg 3 udgave, s 185, Systime 1993
Basisk Julehjerte
Kemikalier:
Opløsning af phenolphtalein
Papir
1M natriumhydroxid eller lignende basisk væske med pH > 11
Udstyr:
Bægerglas
Forsøget:

Et julehjerte af hvidt papir dyppes i klar væske, og man har nu et julehjerte i hvidt og rødt.
Hvad sker der:
Julehjertet er flettet af almindeligt hvidt papir, og papir der er imprægneret med pH-indikatoren
phenolphtalein, der er farveløs , men bliver rød ved pH over 10.
Væsken er fortyndet natriumhydroxid, der er en stærk base.
Bemærkninger:
Mange farver kan laves ved at imprægnere papiret med et kraftigt afkog af rødkål i vand, og tørre
det (dæk fintsnittet rødkål med vand, bring det i kog i 5 minutter og lad det køle ned).
Stærkt basisk (1:2 afløbsrens: vand): Gul
Svagt basisk(soda opløst i vand eller fortyndet ammoniakvand): Grøn
Neutral: Blå
Svagt sur (eddike i vand): Lilla
Stærkt sur(fortyndet saltsyre): Postkasserød
Men man er nødt til at starte med den blå, så man har ikke overraskelsen af at lave ufarvet papir
farvet.
Andre indikatorer:
methylviolet: gul under 0,1 og blå over 1,5
thymolblåt: rød under 1,2 og gul over 2,8 indtil 8,0 og skifter så til blå over 9,6
methylrødt: rød under 4,8 og gul over 6,0.
Sikkerhed:
Brug briller og handsker, undgå indtagelse af phenolphtalein, natriumhydroxid er ætsende. Ved stof
i øjnene skylles med vand og læge kontaktes.
Oprydning/affald:
Kan hældes i kloakken / skraldespand.
Kilde:
Reaktionen er en klassiker, selve forsøget rystede jeg ud af ærmet da jeg diskuterede egnede forsøg
med Jes fra VidenOm.
Tidsindstillet brintbombe (ægsplosion)
Kemikalier:
Hydrogen fra trykflaske eller dannet ved reaktionen mellem Zn og saltsyre.
Udstyr:
En beholder med et 2.5-4 mm hul i toppen, og åben bund, alternativt en beholder med et låg der kan
skydes af, hvor der er et hul i både låget og bunden.
Beholderen kan være en kagedåse, konservesdåse, mælkekarton eller et udpustet æg
Forsøget:
Hullet i toppen blokeres med en finger eller et stykke tape, og dåsen fyldes med brint. (Bemærk at
det skal gøres ved at "hælde brinten omvendt op i dåsen", da brint er lettere end luft.
Hullet i toppen åbnes og den udstrømmende brint antændes. Efter et stykke tid eksploderer brinten i
dåsen med et brag.

Hvad sker der:
Den første brint der strømmer ud er ren, og brænder med en næsten usynlig flamme. Efterhånden
kommer der mere og mere luft i den udstrømmende brint, og når eksplosionsgrænsen nås, slår
flammen tilbage gennem hullet, og antænder blandingen af luft og brint i dåsen, der eksploderer.
H2(g) + O2(g) → H2O(g) + varme
Da varme gasser fylder mere end kolde gasser, opstår der et overtryk der høres som et brag.
Bemærkninger:
Hvis man har for lidt brint i dåsen, eller har været for voldsom når man lukker brinten ind, kan man
risikere at den eksploderer når man tænder dåsen (brug høreværn).
Med lidt øvelse kan man tydeligt mærke at brint føles koldere end atmosfærisk luft (pga. større
varmeledning), og dermed vurdere hvornår dåsen er fuld.
Hvis begge huller lukkes med tape, kan dåsen klargøres i god tid før en forelæsning.
Sikkerhed:
Braget kan være meget skarpt, brug høreværn
Oprydning/affald:
Hvis brint fremstilles af zink og syre, skal affaldet afleveres på modtagestation.
Dåse og æg
Kilde: Et klassisk demonstrationsforsøg hvis oprindelse fortaber sig i tågerne et sted i 1700 tallet da
man første gang fremstillede rent brint.
Peter November 2003.