Indicatorpatronen door gassen

1.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Indicatoren

b.Materiaal + stoffen

• 17% HCl oplossing
• 0,1 mol/l NaOH oplossing
• 0,1% broonkresolgroen
• bekerglas 250 ml
• maatcilinder 100 ml
• pincet
• roerstaaf
• druppelpipet
• petrischalen
• filtreerpapier
• aluminiumfolie

c.Bereiding oplossingen

Maak een oplossing van 17% HCl (geconcentreerd 1 keer verdunnen)

2.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Zet een overheadprojector tijdig aan zodat de lamp warm kan worden. Zet de petrischaal met 10 cm diameter erop zodat die ook kan warm worden.Druppel 5 ml indicatoroplossing bij 100 ml 0,005 mol/l natronloog, roer en schenk een deel in de petrischaal op de overheadprojector. Stel het mengsel met een paar druppels HCl tot vlak voor de omslag.
2. Dompel in de wijdere petrischaal een filter onder in de 17% zoutzuur.Haal het filtreerpapier uit de petrischaal en leg het op aluminiumfolie en dep aanhangende druppels weg.Leg het papier op de petrischaal met indicator. Alleen HCl damp mag in contact komen met de oplossing. Laat het papier liggen. Het effect is pas na enkele minuten zichtbaar.
3. Schuif het papier na 10-15 seconden voorzichtig horizontaal weg.

3.Reflecteren

a.Optredende reacties

NaOH + HCl –> NaCl + H₂O

b.Besluit

De HCl damp die zwaarder is dan lucht, komt in contact met het oppervlak, lost daar op  en reageert met de natronloog. De indicator slaat daarbij om naar de kleur in het zure pH-gebied. Door toevallige convectiestromen in de vloeistof ontstaan steeds andere kleurpatronen: meestal basisch, plaatselijk zuur.

De proef heeft niet zozeer als bedoeling om de zure en basische kleur van broomkresolgroen te tonen, maar om te laten zien dat de onder bepaalde omstandigheden een zelf-organiserend systeem ontstaat met gele lijnen die van plaats veranderen. De vorming en de stroming van de lijnen hangt ermee samen dat de koude (deels gele) laag aan het oppervlak naar beneden zakt.

Alternatief voor de overheadprojector kan de petrischaal op een drievoet met een porseleinen driehoek worden gezet. Hij wordt dan van onderaf met een föhn verwarmd.

4. Aanvullingen

In plaats van deze proef kan in de petrischaal een verdunde oplossing van een zuur worden gebracht samen met een indicator. Als base kan op het filtreerpapier ammoniak worden gebruikt.