Natuurlijk kalkafzetting gesimuleerd

1.Onderzoeksvraag

Welke reactie treedt er op en wat gebeurt er wanneer we kalkwater en koolstofdioxide samenbrengen in een afgesloten systeem?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Indicatoren, neutralisatiereactie, zuur, base, zout

b.Materiaal + stoffen

• twee bekerglazen 250 ml
• drie spuiten
• drieklepspuit
• sluitstuk voor op drieklepspuit
• potje met deksel
• twee tussenstukken voor de spuiten
• lepel
• kalkwater (verzadigde oplossing van Ca(OH)₂)
• bakpoeder (NaHCO₃)
• tafelazijn (CH₃COOH)
• universele indicator

d.Opstelling (foto)

e.Etiketten

f.COS brochure

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Voorbereiding proef 

1. Neem een bekerglas en vul het met ongeveer 10 ml kalkwater.
2. Voeg daarna aan dat bekerglas enkele druppels universele indicator toe.
3. Zuig met je eerste spuit uit dat bekerglas 4 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 kalkwater op je drieklepspuit.
3. Draai al op voorhand op de derde verbinding van de drieklepspuit een rood stopstuk.
4. Kijk wat de kleur van het kalkwater is voor het begin van de eigenlijke proef.
5. Duw nu eerst vanuit de met CO₂ gevulde spuit 2,5 ml in de andere spuit waar het  kalkwater in zit.
6. Sluit beide spuiten van elkaar af en schud met de gehele opstelling. Kijk wat er gebeurt of  wat de kleur van het kalkwater is.
7. Duw daarna vanuit de met CO₂ gevulde spuit 7 ml in de ander spuit waar het kalkwater in  zit.
8. Sluit beide spuiten van elkaar af en schud met de gehele opstelling. Kijk wat er gebeurt of  wat de kleur van het kalkwater is.
9. Duw tenslotte vanuit de met CO₂ gevulde spuit 10 ml in de ander spuit waar het  kalkwater in zit.
10. Sluit beide spuiten van elkaar af en schud met de gehele opstelling. Kijk wat er gebeurt of  wat de kleur van het kalkwater is.

b.Waarneming (+ foto’s)

Waarneming 1: De indicator in het kalkwater heeft een donker paarse kleur. Er is 0 ml CO₂ aan de oplossing toegevoegd.

Waarneming 2: De indicator in het kalkwater heeft een licht paarse kleur. Er is 2,5 ml CO₂ aan de oplossing toegevoegd. De oplossing is troebel geworden.

Waarneming 3: De indicator in het kalkwater heeft een lichtblauwe of lichtgroene kleur. Er is 7 ml CO₂ aan de oplossing toegevoegd. De oplossing is troebel.

Waarneming 4: De indicator in het kalkwater heeft een felle gele kleur. Er is 10 ml CO₂ aan de oplossing toegevoegd. De oplossing is troebel.

4.Reflecteren

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

Proef: Ca(OH)₂ + H₂CO₃ -> CaCO₃ + 2 H₂O   of   Ca(OH)₂ + CO₂ -> CaCO₃ + H₂O

Tussen het kalkwater(Ca(OH)₂) en het koolzuurgas(CO₂), afkomstig van koolzuur(H₂CO₃), treedt er een neutralisatie reactie op. De base Ca(OH)₂ en het zuur CO₂ reageren samen tot de vorming van een zout CaCO₃ en water H₂O.

De verkleuring van de oplossing geeft dit fenomeen goed weer. Je gaat van een donker paarse kleur daarna naar een licht blauwe kleur en tot slot naar een gele kleur. Naarmate je meer CO₂ toevoegt daalt de pH steeds meer. Omdat er steeds minder Ca(OH)₂ overblijf en daardoor wordt er ook steeds meer CaCO₃ gevormd. CaCO₃ zorgt er voor dat de oplossing troebel wordt. Zo bekomen we dan uiteindelijk ongeveer een neutrale pH.

5. Aanvullingen

Om zo goed mogelijk CO₂ op te vangen, hou je best druk op de spuiten en de opstelling. Duw dus de spuiten in het potje om het zo luchtdicht te houden. Voeg ook niet te veel azijn in een keer toe zo ontstaat er te veel gas en een te hoge druk. Hou ook druk op de spuiten zodat ze er niet kunnen uit vliegen door de druk. Wanneer er te veel gas wordt gevormd laat je best wat druk ontsnappen. Dit doe je door de druk op de spuiten te verminderen of door de gassen een plaats te geven waar ze kunnen ontsnappen.

Bronnen

KLIK