Oplosbaarheid van CO₂

1.Onderzoeksvraag

Welke reactie treedt op en wat kunnen we waarnemen wanneer we CO2 laten oplossen in water onder gewone druk en onder onderdruk in water?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Indicatoren, zuur, base

b.Materiaal + stoffen

• twee bekerglazen 250 ml
• drie spuiten
• drieklepspuit
• sluitstuk voor op drieklepspuit
• potje met deksel
• twee tussenstukken voor de spuiten
• lepel
• wasknijper of nagel
• bakpoeder (NaHCO₃)
• azijn (CH₃COOH)
• universele indicator

c.Opstelling (foto)

d.Etiketten

e.COS brochure

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Voorbereiding proef 

1. Neem een bekerglas en vul het met ongeveer 50 ml water.
2. Voeg daarna aan dat bekerglas enkele druppels universele indicator toe.
3. Zuig met je eerste spuit uit dat bekerglas 10 ml oplossing op.
4. Laat die gevulde spuit daarna in dat bekerglas staan.
5. Neem het potje met deksel en plaats de twee tussenstukken in de deksel van het potje.
6. Voeg met je lepel een bodempje bakpoeder aan het potje toe.
7. Draai daarna het deksel terug op het potje.
8. Draai je tweede lege spuit op een van de tussenstukken in het dekseltje van het potje.
9. Neem een bekerglas en vul het met ongeveer 50 ml azijn.
10. Zuig met je derde spuit een hoeveelheid azijn op van ongeveer 10 ml.
11. Draai deze derde spuit ook op een tussenstuk in het dekseltje van het potje.
12. Druk langzaam op de spuit van het azijn zodat er langzaam azijn in het potje loopt.
13. Doe dit rustig en niet in een keer! Je werkt in een luchtdicht systeem!
14. Hou goed druk op de beide spuiten zodat het systeem luchtdicht blijft!
15. Vang zo 10 ml CO₂ op in de oorspronkelijk lege spuit.
16. Daarna kan je de extra druk en gassen laten ontsnappen door zelf druk te verminderen.
17. Draai daarna de spuit die gevuld is met CO₂ los en hou je ze dicht met je vinger.

Eigenlijke proef

1. Draai nu meteen je gevulde spuit met CO₂ op je drieklepspuit zonder dat CO₂ er uit kan.
2. Draai daarna ook de klaargezette spuit gevuld met water op je drieklepspuit.
3. Draai al op voorhand op de derde verbinding van de drieklepspuit een rood stopstuk.
4. Meng de inhoud van beide spuiten door elkaar. Duw de inhoud van de ene volledig bij de andere en omgekeerd.
5. Wanneer beide spuiten goed door elkaar zijn gemengd verdeel je de inhoud (gas en vloeistof) gelijk over de twee spuiten.
6. Daarna sluit je beide spuiten van elkaar af en oefen je een onder druk uit op een van de twee spuiten.
7. Laat deze opstelling zo even staan. Kijk daarna wat er is gebeurd of wat de kleur van de inhoud van beide spuiten is.

b.Waarneming (+ foto’s)

In het begin hebben beide spuiten dezelfde licht rode kleur. Nadat je bij een van de twee spuiten een onderdruk toevoegt verandert dit. De gewone spuit of de spuit zonder onderdruk heeft nog steeds een licht rode kleur. De spuit met onderdruk heeft een andere kleur. De tweede spuit heeft een licht oranje kleur.

4.Reflecteren

NaHCO₃ + CH₃COOH -> CH₃COONa + H₂CO₃    en   H₂CO₃ -> CO₂ + H₂O

CO₂ lost beter op in water onder gewone druk dan onder onderdruk. Bij de spuit onder onderdruk zie je belletjes ontstaan in de vloeistof zelf. Deze belletjes zijn het opgeloste gas (CO₂) dat weer uit die oplossing komt.

De verkleuring van de oplossing geeft dit fenomeen goed weer. De indicator geeft onder normale druk een rode kleur aan en onder onderdruk een oranje kleur aan. Deze kleuren komen overeen met de hoeveelheid (zure) CO₂ in de oplossing zelf. De hoeveelheid CO₂ in de oplossing bepaalt de zuurtegraad van de oplossing. Door de onderdruk zit er minder CO₂ in de oplossing en is deze dus minder zuur.

5. Aanvullingen

Voeg niet te veel druppels indicator toe. Zorg dat het materiaal waar de proef mee uitvoert goed luchtdicht is. Zo kan je weldegelijk onderdruk creëren.

Bronnen

KLIK – KLIK – KLIK