Proef 48 Gasfabriekje. |
februari 2013 |
Benodigde chemicaliën en spullen: |
![]() Jeugdbeeld uit Breda: achteraan de gashouder. Het witte gebouw was de chocoladefabriek. | |
Geconc. zwavelzuur 96% (H2SO4): | 25 g | |
Mierenzuur 85% (HCOOH): | 12 g | |
Kristalsoda (Na2CO3·10H2O): | ca 100 g | |
Erlenmeyer: | 250 mL | |
Erlenmeyertje met doorboorde stop: | 50 mL | |
Gehoekt gebogen glazen buis Ø 4 mm. | ||
Trechter, bekerglaasje 50 à 100 mL. | ||
Voorbereiding: |
![]() Brandend koolmonoxide. |
Verklaring: Zwavelzuur is hygroscopisch d.w.z. het trekt water aan. En wel zó sterk dat het het mierenzuur ertoe aanzet als volgt uiteen te vallen: C + H2O →
H2 + CO
Het stads- of lichtgas was niet alleen zeer brandbaar, maar door de koolmonoxidecomponent ook zeer giftig. En
tevens reukloos. Daarom werd een vies geurtje toegevoegd aan stadsgas: dan ruik je tenminste iets als
de gaskraan per ongeluk open blijft staan en het vuur uit is. Tegenwoordig heeft het kookgas een niet-giftige
samenstelling en wordt het geurtje toegevoegd om explosies te voorkomen. |
Nadere beschouwingen van de M.S.
Als er nog lucht in de erlenmeyer zit, is het gevaarlijk om het uitstromende gas aan te steken: de vlam zou naar
binnen kunnen slaan. Dat houdt in dat CO niet alleen aan de buitenkant van het gebogen glasbuisje gaat branden
maar ook in de erlenmeyer. En wel alles tegelijk: een explosie! Daarbij kan niet alleen de stop van de
erlenmeyer springen, maar ook de erlenmeyer zelf kan breken en het geconcentreerde zwavelzuur kan in het rond
gaan vliegen en als je daardoor geraakt wordt, gebeurt er moet jouw huid hetzelfde als met het mierenzuur,
waarbij geen CO(g) ontstaat maar C(s): je huid verkoolt! Daarom heb je alle lucht uit de erlenmeyer laten drijven
door zoveel
kooldioxide uit zwavelzuur en een brokje soda te laten ontstaan dat de erlenmeyer daardoor gevuld wordt.
Handig daarbij is het dat kooldioxide zwaarder is dan lucht: de lucht wordt dus letterlijk door het zware gas
verdreven. De hoeveelheid soda die je nodig hebt om de erlenmeyer van 50 mL precies te vullen, kun je uitrekenen:
50 mL gas is 2,0 mmol. Immers, onafhankelijk van de soort gas heeft een gas bij 25°C een volume van 24,5
dm³/mol (zie Binas, tabel 7). Voor die 2,0 mmol kooldioxide heb je ook 2,0 mmol zwavelzuur nodig.
Want die reageren 1 op 1 volgens de (vereenvoudigde) reactievergelijking:
Na2CO3 + H2SO4 →
Na2SO4 + H2O + CO2
Dus: 212 mg watervrije soda (molaire massa 106) ofwel 562 mg kristalsoda (molaire massa 286), afgerond
0,6 gram om het erlenmeyertje van 50 mL geheel te vullen met CO2.
|