Licht onder water 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Is bliksem onder water mogelijk? b. Hypothese: - Ja - Nee 2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: - zwavelzuur - pasteurpipet - ethanol - kaliumpermanganaat b. Materiaal + stoffen (bereidingen): - reageerbuis - reageerbuishouder - bekerglas - pasteurpipetten - spatel (lepel) - geconcentreerd zwavelzuur - ethanol - kaliumpermanganaat c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): Zwavelzuur
Ethanol
H2SO4
CH3CH2OH
Gevaar CAS 7664-93-9 H 314 P 280.1+3-301+330+331-305+351+338
Gevaar H 225 P 210
CAS 64-17-5
Kaliumpermanganaat KMnO4
Gevaar CAS 7722-64-7 H 272-302-410 P 210-273-301+312
COS-brochure Naam
Formule
D
L
LT
GVS
Zwavelzuur
H2SO4
2
3
3
C
Rcodes 35
ethanol kaliumpermanganaat
C2H5OH KMnO4
1 1
1 2
1 2
F O, Xn, N
11 8-2250/53
Scodes 26-3045 7-16 60-61
WGK 1 1 3
d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: - Klem een droge, propere reageerbuis in een statief. - Zet onder de reageerbuis een bekerglas met een laagje zand (of eventueel met 250 ml water). - Breng in de proefbuis (met een pipet) geconcentreerd zwavelzuur aan tot een hoogte van ongeveer 2 cm. - Daarna voeg je 4 cm ethanol toe in de proefbuis. (zorg ervoor dat deze twee stoffen niet met elkaar mengen) - Vervolgens voeg je enkele kristallen kaliumpermanganaat (met een spatel) toe in de proefbuis. Deze zinken tot aan het zwavelzuur (het raakvlak). (Let op: Gooi nooit te veel kaliumpermanganaat in één keer in de proefbuis, want dit kan een hevige reactie veroorzaken!!!) - Neem waar wat er gebeurt. b. Waarneming + foto’s:
Na een korte tijd zie je steeds opstijgende bellen tot aan het raakvlak van het zuur met ethanol, waar dan ‘bliksem’ ontstaat, vergezeld van een kleine knal. Dit duurt een paar minuten. Er vormen zich ook groene, bruine en paarse slierten.
4. Reflectie a. Besluit proef: Bliksem onder water is mogelijk. In de ethanollaag stijgen belletjes koolstofdioxide op. C2H5OH + 3O 2 2CO2 + 3H2O Het grensvlak wordt troebel bruin door vorming van bruinsteen, MnO2. 2MnO4- + 2H+ Mn2O7 + H2O Het mangaan(VII)oxide ontleedt tot mangaan(IV)oxide en zuurstof met eventuele zuurstofradicalen of, volgens andere bronnen, tot ozon. 2 Mn2O7 4 MnO2 + 3O2 Mn2O7 2 MnO2 + O3 Zuursof, zuurstofradicalen en ozon reageren met ethanol: C2H5OH + 3O 2 (of 2 O3) 2CO2 + 3H2O Deze laatste reactie zorgt voor de zichtbare en hoorbare effecten. b. Koppeling aan leerplan: VVKSO – BRUSSEL D/2012/7841/063 5.1.2 Chemische reacties 5.1.2.1 Aspecten van een chemische reactie Toepassing op exo-energentische reacties. c. Tips en trucs: Neem het experiment op met een camera. Zet de camera bij het afspelen op het juiste moment stil. De flitsen zijn dan heel duidelijk te zien. Voer het experiment in drievoud naast elkaar uit. Er is altijd wel een experiment dat het uitstekend doet. d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): -
http://www.youtube.com/watch?v=8dEHQDEUxXk (youtube ‘onweer onder water’) Handboek ‘Showdechemie’, Kramers-Pals, H.& van Schravendijk, J.& Bouma, H.& de Gruijter, J.& Metselaar, M., p 18-19 Brandl, H. (2006). Trickkiste Chemie, 2e druk, p. 242. Keulen: Aulis.
Oplichtende disco 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Hoe maken we een oplichtende figuur? b. Hypothese: - met een UV-lamp - samenvoegen van verschillende stoffen - dit gaat niet
2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: - gedestilleerd water - waterstofperoxide
b. Materiaal + stoffen (bereidingen): - figuur uit glas/hard plastic - trechter - 4 bekerglazen/maatkolven van 250 ml - maatcilinder van 25 ml - maatcilinder van 100 ml - Luminol - Natriumhydroxide - kaliumhexacyanoferaat(III) - waterstofperoxide (30%) - gedestilleerd water c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): 3-Aminoftaalhydrazide
3-Aminoftaalhydrazide
CAS 521-31-3
3-Aminoftaalhydrazide
CAS 521-31-3
CAS 521-31-3
3-Aminoftaalhydrazide
CAS 521-31-3
COS-brochure Naam
Formule
D
L
LT
GVS
Luminol Natriumhydroxide
C6H7N3O2 2 NaOH 1
3 2
3 1
/ Xi
Rcodes / 34
2 /
2 /
/ C
/ 34
kaliumhexacyanoferaat K3Fe(CN)6 waterstofperoxide H2O2
2 1
S-codes
WGK
/ 2637/3945 / 2836/3945
3 2
1 1
d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: - Maak een oplossing A: 25 ml water + 5 gram natriumhydroxide aanlengen tot 250 ml met gedestileerd water. - Maak een oplossing B: los 15 gram kaliumhexacyanoferaat (III) in 250 ml water op. - Nadat je deze twee stockoplossingen gemaakt heb, maak je twee nieuwe oplossingen hiervan (A’ en B’): je neemt 25 ml van oplossing A en doet dit in een maatbeker/ maatkolf. Je voegt hier nog 175 ml gedestilleerd water aan toe. Dan neem je 25 ml van oplossing B en doet dit in een andere maatbeker/maatkolf. Je voegt hier 175 ml gedestilleerd water aan toe en 1,5 ml waterstofperoxide. - Aan oplossing A’ voeg je tenslotte nog 1 gram Luminol toe. - In een donkere kamer breng je de oplossing A’ en B’ gelijktijdig aan in de trechter. - Neem waar wat er gebeurt. b. Waarneming + foto’s:
Wanneer je in een donkere kamer de twee oplossingen samenbrengt, geeft dit een blauwachtig licht.
4. Reflectie a. Besluit proef: Uit waterstofperoxide wordt een superoxide radicaalion (O2-) gevormd. Het radicaal oxideert luminol, waarbij het 3-aminoftalaat-ion, stikstof en water worden gevormd en luminol in aangeslagen toestand komt. Bij terugvallen van de aangeslagen toestand in de grondtoestand komt de reactie-energie deels in de vorm van blauwachtig licht vrij.
b. Koppeling aan leerplan: VVKSO – BRUSSEL D/2012/7841/063 5.1.2 Chemische reacties 5.1.2.1 Aspecten van een chemische reactie Toepassing op exo-energentische reacties. c. Tips en trucs: Gebruik eventueel een lightstick tijdens de demonstratie om mee aan te wijzen. De reactie is extra indrukwekkend als de proef wordt gedemonstreerd terwijl er een verhaal wordt verteld dat met licht in het duister te maken heeft. Op het moment suprème worden de vloeistoffen bij elkaar gegoten. Het experiment kan worden herhaald alls niet alle vloeistof is verbruikt. Oplossing A kan minstens anderhalf uur bewaard blijven; Oplossing B moet wel telkens opnieuw worden bereid, omdat anders de lichtopbrengst tegenvalt.
d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): -
Handboek ‘Showdechemie’, Kramers-Pals, H.& van Schravendijk, J.& Bouma, H.& de Gruijter, J.& Metselaar, M., p 47-49 Heijden, A. van der (1993). Van magie tot chemie. Deel 3, proef 23. ’s Hertogenbosch: KPC. Shakashiri, B.Z. (1983). Chemical Demonstrations. Deel 1, p. 158. Madison, Wisconsin: The University of Illinois. http://www.youtube.com/watch?v=JIrVgF4CZTc (Youtube ‘Luminol: Detection of Bloodstain’)
Een stralend ei 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Wat gebeurt er wanneer een eierschaal bestraald wordt met UV – licht? b. Hypothese: - er gebeurt niets - de schaal lost op - het geeft licht 2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: - UV- licht b. Materiaal + stoffen (bereidingen): - UV-lamp - bekerglas van 250 ml - maatcilinder van 100 ml - roerstaaf - droge schaal van bruin kippenei - zoutzuur (3mol/l) - ethylacetaat c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): Ethylacetaat
Zoutzuur
Gevaar CAS 141-78-6 H 225-319-336-EUH066 P 210-240305+351+338
Gevaar CAS 7647-01-0 H 314-335 P 280.1+3+7-301+330+331305+351+338
CH3COOCH2CH3
HCl
COS-brochure Naam Formule Zoutzuut HCl Ethylacetaat C4H8O2
D 2 2
L 3 2
LT 3 2
GVS Xi F,Xi
R-codes 36-38 11-3666-67
S-codes 28 16-2633
WGK 2 1
d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: - Zorg voor een horizontale lichtstraal vanuit de UV-lamp. - Bestraal, in een donkere kamer, met een golflengte van 366 nm de schaal van het kippenei. -Dompel het daarna onder in 20 ml ethylacetaat en voeg er dan 20 ml 3M zoutzuur aan toe. - Neem waar wat er gebeurt. b. Waarneming + foto’s:
Nadat de UV-lamp op het bekerglas heeft geschene, verschijnt er een rood-rozeachtig licht. 4. Reflectie a. Besluit proef: De eierschaal lost op volgens de vergelijking: CaCO3 + 2H+ Ca 2+ + H2O + CO2 Bij het oplossen van de eierschaal gaat hoe langer hoe meer protoporfyrine in oplossing. Daarmee neemt de intensiteit van de uitgezonden straling toe.
In de schaal zit ooporphyrin (Protoporphyrine IX). Hierin zit zoals in hemoglobine het haem. In tegenstelling tot hemoglobine bevindt zich centraal het Fe3+. Hierdoor is deze in staat rood op te lichten bij 366nm. Protoporfyrine IX, een intermediair in de biosynthese van heem-groep van hemoglobine, toont een beperkte fluorescentie onder UV-licht excitatie. In tegenstelling tot moleculen met de heem-groep, in protophorphyrin IX-structuur is er geen centrale metaal atoom Protoporfyrine IX
Heemgroep
b. Koppeling aan leerplan: VVKSO – BRUSSEL D/2012/7841/063 5.1.2 Chemische reacties 5.1.2.1 Aspecten van een chemische reactie Toepassing op exo-energentische reacties. c. Tips en trucs: Voorzie een kamer die donker genoeg gemaakt kan worden. Na het uitvoeren van deze proef, kan je best parafilm over de oplossing doen. Deze oplossing kan nog gemakkelijk 2 weken lang gebruikt worden. d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): - Brandl, H. (2006). Trickkiste Chemie, 2e druk, p. 242. Keulen: Aulis.
http://www.univie.ac.at/pluslucis/PlusLucis/091/s23.pdf http://www.nvon.nl/sites/nvon.nl/files/K12_artikel_NVOX.pdf
Vonken uit suiker 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Wat gebeurt er als we met een hamer op een suikerklontje slaan? b. Hypothese: -het suikerklontje gaat stuk. -het suikerklontje geeft licht. 2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: triboluminescentie
b. Materiaal + stoffen (bereidingen): - suikerklontje - hamer - handoek (iets om de grond of tafel tegen de slag te beschermen) c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): / d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: De proefuitvoering moet plaatsvinden in een donkere ruimte. Ook moeten je ogen minstens 5 minuten wennen aan het donker. Je legt de handdoek op de grond en legt er enkele suikerklontjes op. Daarna sla je deze suikerklontjes met een hamer stuk. b. Waarneming + foto’s: Je ziet blauwe flitsen telkens als je een suikerklontje stuk slaat.
4. Reflectie a. Besluit proef: Het verschijnsel dat plaatsvindt noemt men triboluminescentie. Op het moment dat je het suikerklontje fijnknijpt, raakt de elektrische lading in asymmetrische suikerkristallen ongelijk verdeeld. Des te meer suiker je breekt, des te meer de positieve en negatieve deeltjes gescheiden worden. Als het ladingsverschil tussen de brokken suiker groot genoeg wordt, springen negatief geladen elektronen over naar de suiker met de positieve lading. In het voorbijgaan ‘duwen’ die elektronen de elektronen van stikstofatomen uit de lucht naar een hogere energiestaat. Zodra op hun beurt die elektronen terugvallen naar hun normale energiestaat, geven ze blauwig licht af. b. Koppeling aan leerplan: B30: De elektronenconfiguraties, beperkt tot de hoofdenergieniveaus, van de eerste 18 chemische elementen van het periodiek systeem opstellen op basis van het atoomnummer.
=>Het atoommodel van Bohr, met de verschillende energieniveaus. c. Tips en trucs: - je laat de ogen best 5 minuten wennen aan het donker, hierdoor worden je ogen maar liefst 100000 keer gevoeliger. - de lichtflitsen zijn zeer moeilijk op beeld te brengen. d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): http://en.wikipedia.org/wiki/Triboluminescence http://www.bbc.co.uk/bang/handson/sugar_glow.shtml http://www.planet-science.com/categories/experiments/chemistrychaos/2011/06/light-up-your-life-with-sugar.aspx http://www.rug.nl/sciencelinx/proefjes/afleveringenoverzicht/aflevering102
Thermochemie 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Hoe kunnen we fotochemische reacties van Tris(oxalate)iron (III) verkrijgen? b. Hypothese: -met een K3Fe(CN)6- oplossing -door Tris(oxalate)iron (III) in het licht te plaatsen 2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: thermochemie fotochemische reactie
b. Materiaal + stoffen (bereidingen): materiaal: - maakolf van 250ml - trechter - weegschuitje - weegschaal - 5 proefbuizen - aluminiumfolie - maatcilinder - pipet - lamp stoffen: - Fe(C2O4)33bereiding: - Voeg 100ml water in een maatkolf van 250ml. - Los er 0,6g Fe(NO3)3 . 9H2O in op. - Voeg er nog 0,4g oxaalzuur aan toe en schud goed. De oplossing krijgt nu een felgele kleur.
!! Het is belangrijk deze oplossing te maken in een maatkolf die omgeven is met aluminiumfolie zodat er geen licht aan kan. - 0,1M K3Fe(CN)6 bereiding: M(K3Fe(CN)6)= 329,26 g/mol 0,1M K3Fe(CN)6 = 3,29 g/100ml c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK):
IJzer(III)nitraat (9 aq) Fe(NO3)3.9H2O
CAS 7782-61-8
Waarschuwing H 272-315-319 Kan brand bevorderen; oxiderend. Veroorzaakt huidirritatie. Veroorzaakt ernstige oogirritatie. P 302+352-305+351+338 BIJ CONTACT MET DE HUID: met veel water en zeep wassen. BIJ CONTACT MET DE OGEN: voorzichtig afspoelen met water gedurende een aantal minuten. Indien mogelijk, contactlenzen verwijderen. Blijven spoelen.
WGK 1
Mr: 404
KHLim
Oxaalzuur (0 aq) (COOH)2
CAS 144-62-7
Waarschuwing H 312-302 Schadelijk bij contact met de huid. Schadelijk bij inslikken. P 302+352-312 BIJ CONTACT MET DE HUID: met veel water en zeep wassen. Bij onwel voelen een ANTIGIFCENTRUM of een arts raadplegen.
WGK 1
Mr: 90,04
KHLim
Kaliumhexacyanoferraat(II) (0 aq) K4Fe(CN)6
CAS 13943-58-3
H 412 Schadelijk voor in het water levende organismen, met langdurige gevolgen. P 273 Voorkom lozing in het milieu.
WGK 2
Mr: 368,41
d. Opstelling (foto):
KHLim
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: - Nummer 5 proefbuizen van 0 tot 4. - Omgeef ook al deze proefbuizen met aluminiumfolie. - Vul elke proefbuis met 10ml van de Fe(C2O4)33--oplossing. - Laat proefbuis 0 in het donker. (dus omgeven met aluminiumfolie.) - Proefbuis 1 laat je 1 minuut in contact komen met licht. Proefbuis 2 laat je 2 minuten in contact komen met licht enzoverder. Plaats ze erna terug in het donker (de aluminiumfolie). - Voeg aan alle proefbuizen 1ml 0,1M K3Fe(CN)6 toe.
b. Waarneming + foto’s: proefbuis 0: donkerblauw + geen neerslag proefbuis 1: lichter blauw + beetje neerslag
proefbuis 2: iets lichter blauw + meer neerslag proefbuis 3: nog lichter blauw + nog meer neerslag proefbuis 4: lichtst blauw + meeste neerslag
4. Reflectie a. Besluit proef: Het tris(oxalato)ferrate(III)-ion wordt gemaakt door oxaalzuur en ijzer(III)nitraat samen te voegen. Het tris(oxalato)ferrate(III)-ion is gevoelig aan licht. Als het licht observeert ondergaat het een fotoreductie. Het oxidatiegetal van ijzer verandert van III naar II. De oxalaatgroep is geoxideerd tot CO2.
Kaliumhexacyanoferraat(III) reageert met de Fe2+ ionen en geeft een prussian blauwe kleur. Zo kunnen we detecteren of het ferrioxalaat-complex een fotochemische
reductie heeft ondergaan. Hoe meer (blauwe) neerslag er gevormd wordt, hoe langer het ferrioxalaat-complex licht heeft geabsorbeerd. b. Koppeling aan leerplan: redoxreacties c. Tips en trucs: Als je de tris(oxalato)ferrate(III)-ion-oplossing niet gebruikt zet je hem best in een donkere ruimte of wikkel je er aluminiumfolie rond zodat er geen licht aan kan en de reactie niet al opgaat. d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): http://firstyear.chem.usyd.edu.au/LabManual/E02.pdf
Lichtgevend waspoeder 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Geeft waspoeder licht onder een UV-lamp? b. Hypothese: -ja -nee
2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: optische witmaker b. Materiaal + stoffen (bereidingen): stoffen: - verschillende soorten waspoeder - gedestilleerd water materialen: - petrischaal - bekerglas c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): / d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: Voeg een beetje van het wasmiddel in een petrischaal. Los een beetje van het wasmiddel op in gedestilleerd water. Zet nu beide voor een UV-lamp in een donkere ruimte. b. Waarneming + foto’s: Het waspoeder geeft blauw licht.
4. Reflectie a. Besluit proef: In waspoeder zit een optische witmaker. Dit is vaak sulfanilzuur, een organische verbinding met als brutoformule C6H7NO3S. Dit is een fluorescerende chemische stof en wordt gebruikt om materialen witter te maken. Ze kunnen onzichtbare UV-straling absorberen en
vervolgens als zichtbaar licht uitstralen.
b. Koppeling aan leerplan: VVKSO 2012/063 B17: Chemische reacties waarbij energie wordt verbruikt of vrijkomt onder vorm van warmte, licht of elektriciteit, identificeren als endo- of exo-energetisch aan de hand van experimentele waarnemingen en/of gegeven en herkenbare voorbeelden uit het dagelijkse leven. c. Tips en trucs: Je kan het eerst best proberen met verschillende wasmiddelen en dan de proef uitvoeren met degene die het best werkt. d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): http://nl.wikipedia.org/wiki/Optische_witmaker
Lichtgevende tonic 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Geeft tonic licht onder een UV-lamp en hoe komt dit? b. Hypothese: -ja omdat er bepaalde stoffen inzitten die oplichten als er UV-licht op straalt. -nee 2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: fluorescentie kinine b. Materiaal + stoffen (bereidingen): - UV-lamp - schweppes tonic - water c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): /
d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: Werk in een donkere ruimte. Zet een flesje tonic en een flesje water voor een UV-lamp. Kijk wat er gebeurt.
b. Waarneming + foto’s: De tonic geeft een blauw licht onder de UV-lamp. Water geeft geen licht.
4. Reflectie a. Besluit proef: Tonic bevat kinine, een zeer bittere stof. Kinine fluoresceert. Wanneer het met UV-licht wordt beschenen, zal het zelf blauw licht beginnen uitschijnen. b. Koppeling aan leerplan: VVKSO 2012/063 B17: Chemische reacties waarbij energie wordt verbruikt of vrijkomt onder vorm van warmte, licht of elektriciteit, identificeren als endo- of exo-energetisch aan de hand van experimentele waarnemingen en/of gegeven en herkenbare voorbeelden uit het dagelijkse leven.
c. Tips en trucs: / d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): http://www.chem.kuleuven.be/profatoom/lln/molecvandemaand.htm
Fotografisch proces nabootsen 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Kan je het fotografisch proces nabootsen? b. Hypothese: Ja, dit is mogelijk. 2. Voorbereiden a. Te kennen begrippen: - Chemische reacties b. Materiaal + stoffen (bereidingen): - Reageerbuis - Donker (niet-lichtdoorlatend) papier met enkele uitgesneden motiefjes (vb. zilverpapier) - Bekerglas - Calciumcarbonaat - 5% zilvernitraatoplossing - Kaliumbromide (1g in weinig water opgelost) - Lamp
c. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK):
Zilvernitraat AgNO3 CAS 7761-88-8
Gevaar H 314-411 Veroorzaakt ernstige brandwonden en oogletsel. Giftig voor in het water levende organismen, met langdurige gevolgen. P 273-280.1+3-301+330+331-305+351+338 Voorkom lozing in het milieu. Beschermende handschoenen en oogbescherming dragen. NA INSLIKKEN: de mond spoelen — GEEN braken opwekken. BIJ CONTACT MET DE OGEN: voorzichtig afspoelen met water gedurende een aantal minuten. Indien mogelijk, contactlenzen verwijderen. Blijven spoelen. WGK 3
Mr: 169,87
KHLim
Kaliumbromide KBr CAS 7758-02-3
WGK 1
Mr: 119,01
KHLim
d. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: Calciumcarbonaat wordt in een bekerglas met water gemengd tot een dikke brei. Dit gieten we in de reageerbuis samen met 6ml 5% zilvernitraatoplossing en kaliumbromideoplossing. We houden een (sterke) lamp tegen de proefbuis en we kijken wat er gebeurt. b. Waarneming + foto’s:
De open gedeeltes van de proefbuis worden zwart. 4. Reflectie a. Besluit proef: De gedeeltes van de proefbuis die blootgesteld werden aan het licht worden zwart. 2 AgBr 2 Ag + Br2
b. Koppeling aan leerplan: / c. Tips en trucs: De juiste verhoudingen vinden is vrij moeilijk. Dit moet op voorhand goed getest worden. d. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): -
https://www.youtube.com/playlist?list=PL4F918844C147182A (Verschillende filmpjes in verband met het fotografisch proces.)
Fotografie op oude wijze
1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Kunnen we een negatief van een figuur ‘afdrukken’ op filtreerpapier ?
b. Hypothese: We kunnen door middel van licht een soort negatief foto maken op een papiertje.
2. Voorbereiden a. Materiaal + stoffen (bereidingen): o
Transparant met afbeelding in zwart/wit Figuur op transparant
o
Overheadprojector
o
Filtreerpapier (best iets kleinere diameter dan die van petrischaaltje)
o
3 petrischaaltjes
o
Erlenmeyer 150 ml
o
Pincet
o
Wasspeld
o
5 cl oplossing Fe(NO3)3 - 0,5 mol/liter
o
8 cl oplossing K2C2O4 - 0,75 mol/liter
o
0,5 cl oplossing K3Fe(CN)6 - 0,25 mol/liter
b. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): IJzer(III)nitraat (0 aq)
Kaliumhexacyanoferraat (III)
Fe(NO3)3
K3Fe(CN)60,5M
Waarschuwing CAS 10421-48-4 H 315-319 P 302+352-305+351+338
CAS 13746-66-2
Kaliumoxalaat (0 aq) K2C2O4 0,25M
Waarschuwing H 312-302 P 302+352-312
0,75M
CAS 583-52-8
c. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: o
Bereid het reactiemengsel Fe(NO3) - K2C2O4 - K3Fe(CN)6. door volgende drie oplossingen samen te voegen in de erlenmeyer en goed te schudden:
o
10,1 g Fe(NO3)39H20 in 50 ml water (0,50 mol/liter)
9,97 g K2C2O4 in 80 ml water (0,75 mol/liter)
0,3 g K3Fe(CN)6 in 5 ml water (0,25 mol/liter)
Zet drie petrischaaltjes klaar
Breng deel zwart blauwe oplossing in petrischaaltje
Leg op de projector een groot filtreerpapier daarop transparant met ‘figuur’ en daarop nog een (droog) petrischaaltje
o
Zet petrischaaltje met water klaar
Dompel een filtreerpapiertje onder in het petrischaaltje met het reactiemengsel (zorg dat het volledig ondergedompeld is).
o
Neem het filtreerpapiertje met een pincet uit de oplossing en laat de vloeistof een beetje laten afdruppelen. Breng het filtreerpapiertje dan onmiddellijk in het lege petrischaaltje dat op de projector staat.
oplossing Fe(NO3)3 K2C2O4 K3Fe(CN)6
Petrieschaaltje waarin met vloeistof doordrenkt filtreerpapier gebracht wordt ONTWERP: Transparant (bedrukt) met figuur Eventueel (filtreer)papier om intensiteit lichtbron te verminderen
Projector
o
Belicht gedurende drie minuten het filtreerpapiertje met de projector
o
Spoel daarna het filtreerpapiertje af door onderdompelen in een petrischaaltje met water, leg het kortstondig op een absorberend papier en laat het vervolgens drogen aan een wasknijper.
b. Waarneming + foto’s:
4. Reflectie a. Besluit proef: o
Bij het mengen van de drie oplossingen vormt zich onder andere [Fe(C2O4)3]3licht
o
Fe3+ ionen zijn dan gereduceerd tot Fe2+ door een fotochemische redoxreactie. Waar de oplossing niet belicht wordt (verduisterd door het ontwerp op de
transparant) gaan Fe3+ zich combineren met de [Fe(CN)6]3- ionen (hexacyanoferraat(III)-ionen) en vormen een licht bruin (eerder wit) ‘neerslag’ volgens de reactie: 3-
Waar de oplossing wel belicht wordt gaan [Fe(CN)6] ionen (hexacyanoferrates
(III)-ionen) zich combineren met de Fe2+ ionen om een blauwe neerslag te vormen zoals aangegeven in de vergelijking:
b. Tips en trucs: - de proef heeft niet veel oplossing nodig om te werken maar de oplossing kan wel slechts een twee tal keer gebruikt worden. - de gemaakte oplossing donker bewaren. - de negatieven verkleuren volledig wanneer ze even blijven liggen.
c. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): http://users.swing.be/ism.reves/pedagogique/sciences/fichesciences/fichesciences_fiches.html
Bloed opsporen met Luminol 1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Kunnen we bloed opsporen door middel van een chemische reactie ? b. Hypothese: We kunnen een bloedonderzoek uitvoeren door een luminol- oplossing te spuiten op de plaatsen die we willen controleren.
2. Voorbereiden a. Materiaal + stoffen (bereidingen): -Sproeiflesje -1 g luminol -1 g natriumcarbonaat -7 g natriumperboraat -Bloed of nepbloed (kaliumhexacyanoferraat III) b. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): 3-Aminoftaalhydrazide
Natriumcarbonaat (0 aq)
Natriumperboraat monohydraat
Na2CO3
CAS 521-31-3
Waarschuwing H 319 P 280.1+3-305+351+338
NaBO3.H2O
CAS 497-19-8
Gevaar CAS 10332-33-9 H 272-360Df-331-302-335-318 P 280.1+3+7301+312-304+340-305+351+338
c. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen a. Werkwijze: Voorbereiding Maak de luminoloplossing door 1 g luminol toe te voegen aan 1 l water, waarin al 1 g natriumcarbonaat en 7 g natriumperboraat is opgelost. Breng een deel in een sproeiflesje Uitvoering Zorg voor bloed en breng dat aan op een bepaalde plaats. Eigenlijke proef Breng wat bloed aan ter grootte van een kootje van de wijsvinger . Het lokaal wordt verduisterd. Met het sproeiflesje wordt het bloedspoor opgespoord. b. Waarneming + foto’s:
Dit is de opstelling, een echte waarneming op foto zetten is quasi onmogelijk omdat de bloedsporen zo weinig licht geven dat het nagenoeg onmogelijk is om op camera vast te leggen.
4. Reflectie a. Besluit proef: - Datgene waar luminol als chemische stof mee reageert is het ijzer in de hemaglobine van het bloed. - Door het toevoegen van natriumcarbonaat en natriumperboraat krijgen we een basische oplossing waarin luminol veel beter oplost. b. Tips en trucs: - Bloed eerst opdeppen voor het aanbrengen van de luminol. - Een weinig waterstofperoxide toevoegen kan de luminicerende werking van luminol verhogen.
c. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): Video: http://www.youtube.com/watch?v=Ant8wgFqVpE Bron: http://www.experimentalchemie.de/versuch-042.htm http://www.chemieunterricht.de/dc2/energie/v-blutnw.htm
Omkeerbare reactie onder invloed van licht
1. Onderzoek: a. Onderzoeksvraag: Kunnen we een stof laten ontkleuren door er licht op te schijnen ? b. Hypothese: We kunnen een samenstelling maken met thionine die ontkleurt wanneer we er met een fel licht op schijnen.
2. Voorbereiden a. Materiaal + stoffen (bereidingen):
-
overheadprojector glazen roerstaaf maatcilinder 10 ml balans bekerglas, 1 l gedestilleerd water aluminiumfolie of zwart papier FeSO4.7H2O, 2,0 g H2SO4-oplossing, 1 mol.l-1 thionine-oplossing 0,001 mol.l-1
b. Veiligheid (etiketten/COS-brochure/WGK): IJzer(II)sulfaat (7 aq) FeSO4.7H2O
Waarschuwing
CAS 7782-63-0
H 302-319-315 P 301+312-302+352305+351+338
Zwavelzuur H2SO4
Gevaar
1M
CAS 7664-93-9
H 314 P 280.1+3-301+330+331-305+351+338
c. Opstelling (foto):
3. Uitvoeren en waarnemen
a. Werkwijze: 1 Meng de volgende stoffen in twee bekerglazen van 1 liter: 50 ml van de thionine2 3 4
oplossing, 100 ml H2SO4-oplossing en voldoende gedestilleerd water om een eindvolume van 600 ml te bekomen. Goed roeren. Verduister het lokaal en voeg aan een van de bekerglazen 2,0 g ijzer(II)sulfaat toe. Plaats de beker op de overheadprojector en zet deze op: de paarse kleur van de oplossing verdwijnt en de oplossing is kleurloos. Zet de overhead af: de oplossing wordt opnieuw paars.
Herhaal hetzelfde experiment met de tweede beker (zonder ijzersulfaat). 5 6
Leg nu een dikke aluminiumfolie op het vlak van de overhead zodanig dat ongeveer de helft afgedekt wordt. Plaats de beker op het projectorvlak en zorg ervoor dat de helft van de beker belicht wordt. Zet de projector aan: er is een duidelijk verticale scheiding tussen de paarse kant en de kleurloze kant van de oplossing. Dit toont aan dat de reactie gebeurt onder invloed van het licht en niet door de warmte van de lamp. Direct en fel zonlicht kan ook als lichtbron worden gebruikt.
b. Waarneming + foto’s:
4. Reflectie a. Besluit proef: Thionine is een organische verbinding die in twee vormen kan voorkomen: een kleurloze gereduceerde vorm, en een paarse, geoxideerde vorm. Het kan gebruikt worden als een redoxindicator. Wanneer een reductor, zoals Fe2+-ionen, toegevoegd wordt aan een zure thionineoplossing, dan wordt deze omgezet in de kleurloze gereduceerde vorm, terwijl Fe 2+ geoxideerd wordt naar Fe3+. Dit gebeurt echter enkel in de aanwezigheid van een intense lichtbron, m.a.w. dit is een fotochemische reactie. Ze is bovendien omkeerbaar: neem de lichtbron weg en de paarse kleur van de geoxideerde vorm verschijnt weer. Thio+
+
2 Fe2+
+
2 H+
ThioH2+
+
2 Fe3+
paars
kleurloos
In de geoxideerde vorm is er conjugatie van dubbele bindingen over de drie ringstructuren. De excitatie van de elektronen ligt hier in het zichtbaar gedeelte van het spectrum. In de gereduceerde vorm is de dubbele binding verdwenen. Alle elektronische energieovergangen liggen nu in het ultraviolet gebied. Dit type redoxreacties – het opnemen van H+-ionen en elektronen – is kenmerkend voor verschillende biochemische reacties zoals de overdracht van elektronen van NADH naar dizuurstof.
b. Tips en trucs: De thionine-oplossing wordt best vers bereid; binnen de week gebruiken.
c. Bronnen (ook link naar filmfragmenten): http://www.flinnsci.com/Documents/demoPDFs/Chemistry/CF0815.00.pdf http:www.woodrow.org/teachers/ci/1988/thionine.htm http://elmhurst.edu/~chm/demos/thionintwofacereac.html
