Het evenwicht van water

Video: LINK

1.Onderzoeksvraag

Hoe kunnen we het CO₂/H₂CO₃ evenwicht in water beïnvloeden?

2.Voorbereiding

a. Materiaal + stoffen

• 2 meetspuiten van 60 ml die je kan afsluiten
• Maatbeker van 100 ml
• Broomthymolblauwoplossing
• Gedestilleerd water
• Spuitwater

b.Opstelling (foto)

 

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Doe 30 à 45 ml gedestilleerd water in de maatbeker.
2. Voeg hieraan enkele druppels broomthymolblauwoplossing (fel verdund!) aan toe tot er een groene kleur ontstaat.
3. Doe enkele druppels spuitwater bij deze oplossing tot de kleur omslaat naar geel.
4. Zuig van deze gele oplossing een 10 à 15 ml in de spuit.
5. Draai de spuit zo dat alle luchtbellen naar de bovenkant gericht zijn en laat deze ontsnappen door op het uiteinde van de spuit te drukken.
6. Draai nu de spuit dicht zodat er geen lucht van buitenaf meer in kan.
7. Vergroot vervolgens het volume van 1 van de 2 spuiten door aan de zuiger te trekken. Houd de zuiger uitgetrokken en schud eventjes met de spuit om alle gas uit de vloeistof te verwijderen.
8. Breng de zuiger in de oorspronkelijke toestand.
9. Eventueel kan je op de zuiger drukken om het CO₂sneller in de vloeistof op te lossen.
10. Laat de spuit even rusten zodat het evenwicht zich opnieuw kan instellen. Dit kan een tijdje duren. Schud tussen door af en toe.
11. Dit kan je ook uitvoeren met de tweede spuit en vergelijken of je hetzelfde resultaat bekomt.

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

CO₂ + H₂O <–> H₂CO₃ is een evenwichtsreactie.

Een evenwichtsreactie is een reactie die niet aflopend is. Het chemische evenwicht kan beïnvloed worden door katalysator, druk/volume, temperatuur en concentratie.

Spuitwater ontstaat door onder een hoge druk koolstofdioxide in water op te lossen. Zo ontstaat koolzuur (CO₂ + H₂O <–> H₂CO₃). Wanneer de druk verdwijnt, komt het gas terug vrij.

Broomthymolblauw is een pH-indicator die rond een pH van 7,1 omslaat. De indicator kleurt geel in een zuur milieu, groen in een neutraal milieu en blauw in een basisch milieu.

De kleur van de oplossing wordt geel indien we het spuitwater eraan toevoegen. Dit kunnen we verklaren doordat er koolstofdioxide aanwezig is in spuitwater. Dit zorgt ervoor dat het een zuur milieu wordt.

Door het volume te vergroten (druk verkleinen), gaat de kleur van geel over naar groen. Dit komt doordat het CO₂-gas terug uit de oplossing ontsnapt en nu als gas in de spuit zit (CO₂ + H₂O <–> H₂CO₃). Het evenwicht in de reactie ligt naar links en de oplossing wordt neutraal.

Door het volume te verkleinen (druk vergroten) en de spuit te laten rusten, gaat de kleur over van groen naar geel. Dit komt doordat het gas terug oplost in de oplossing. Het evenwicht in de reactie ligt terug naar rechts (CO₂ + H₂O <–> H₂CO₃). Hierdoor wordt de oplossing terug zuur en verandert de kleur geleidelijk aan naar geel.