Buitenaards water.

Filmfragment

1.Onderzoeksvraag

Op welke manier kunnen we water van kleur te veranderen en zelfs te laten verdwijnen?

2.Voorbereiding

Materiaal + stoffen

• Water
• NaOH 1mol/l
• HCl 2 mol/l
• Fenolftaleïne
• Superabsorber (natriumpolyacrylaat)
• Ondoorzichtige bekers

Opstelling (foto)

Etiketten

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Zet 4 bekers naast elkaar.
2. Beker 1: 1 cm water met enkele druppels fenolftaleïne
3. Beker 2: 4 druppels NaOH
4. Beker 3: 2 druppels HCl
5. Beker 4: 2 cm superabsorber
6. Giet beker 1 in beker 2.
7. Giet beker 2 in beker 3.
8. Giet beker 3 in beker 4.

b. Waarneming

  Na het samenvoegen wordt:

Beker 2 : de oplossing kleurt paars

Beker 3 : de oplossing kleurt kleurloos

Beker 4 : de vloeistof verdwijnt, de superabsorber neemt toe in volume

4.Reflecteren

De kleurverandering van de vloeistof is gewoon de indicator die z’n werk doet. In contact komend met de natriumhydroxide kleurt de indicator paars. Wanneer de HCl de base neutraliseert wordt de indicator weer kleurloos.

We kunnen water van kleur laten veranderen op basis van indicator. Het water doen verdwijnen doen we met een superabsorber, die we kunnen aankopen of terugvinden in pampers. Een superabsorber kan vele malen zijn eigen gewicht aan water bevatten, het zwelt dan op tot een hydrogel en kan tot 99% uit water bestaan.

Polyacrylzuur wordt met natriumhydroxide geneutraliseerd tot pH 6-7. Hierbij ontstaat natriumpolyacrylaat waarbij de negatief geladen carboxylaatgroepen geneutraliseerd worden door natriumionen.

Om het polymeer nog sterker absorberend te maken, wordt tijdens het polymerisatieproces een paar procent van een cross-linker aan het monomeer acrylzuur toegevoegd waardoor een echt netwerk ontstaat zoals voorgesteld in

Bij het opnemen van vocht zullen de natriumionen, die opgesloten zitten in de holtes tussen de polymeerketens, sterk hydrateren. Door de aantrekking door de carboxylaatanionen kunnen de natriumionen niet ontsnappen, maar komen ze wel op een grotere afstand van de negatief geladen groepen te zitten. Door de afstoting tussen de negatieve ladingen zal de polymeerketen zich strekken zodat de holtes in het netwerk groter worden en meer water kan geabsorbeerd worden. Op deze manier ontstaat een hydrogel. 

Door toevoeging van een geconcentreerde zoutoplossing aan het polymeer verhoogt de natriumionenconcentratie van het water. Water zal nu uit het polymeernetwerk stromen in een poging om beide natriumionenconcentraties binnen en buiten het polymeernetwerk gelijk te krijgen.

 

5.Onderwerpen

• -werking van indicatoren
• -gelvorming
• -polymeren

 

6.Bron

KLIK – KLIK

Bij de laatste stap is het belangrijk dat je wat tijd rekt zodat de “superabsorber” het water kan opnemen. Ook moet je er goed voor zorgen dat de kleur van de vloeistof goed zichtbaar is tijdens het overgieten.