Onweer onder water

1.Onderzoeksvraag

Hoe kunnen we een onweer onder water nabootsen?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Redoxreactie: Een reactie tussen atomen, moleculen en/of ionen waarbij elektronen worden uitgewisseld.
• Exo-energetische reactie: Een chemische reactie waarbij energie vrijgegeven wordt

b.Materiaal + stoffen

• Handschoenen
• Bekerglas van 250ml met droog zand
• Grote reageerbuis
• Statief met klem
• Druppelpipet
• Spatel
• Bekerglas met 100ml water of een laagje zand
• Geconcentreerd zwavelzuur
• Ethanol 99%
• Vast kaliumpermanganaat

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Doe ongeveer 2 ml geconcentreerd zwavelzuur in de grote reageerbuis.
2. Klem de reageerbuis in het statief.
3. Plaats het bekerglas met een laagje zand onder de reageerbuis.
4. Druppel met de druppelpipet voorzichtig langs de rand 4 ml ethanol op het zwavelzuur. Hoe minder de twee lagen mengen, hoe beter het resultaat zal zijn.
5. Laat met een spatel enkele grove kristallen kaliumpermanganaat in de reageerbuis vallen.
6. Voeg als de reactie afgelopen is nog enkele kristallen kaliumpermanganaat toe.
7. Als de reactie niet goed op gang komt, kan het helpen voorzichtig de buis heen en weer te bewegen.
8. Leeg na afloop van de reactie de reageerbuis in het bekerglas met water. Houd hierbij de reageerbuis niet in je handen.

4.Reflecteren

2 KMnO₄ + H₂SO₄ →K₂SO₄ + Mn₂O₇ + H₂O

Mn₂O₇ + 6 H₃O⁺ + 6 e^– →2 MnO₂ + 3 H₂O

2 H₂O → O₂ + 4 H₃O⁺ + 4 e^–

2 Mn₂O₇ → 4 MnO₂ + 3 O₂

Op het grensvlak van zwavelzuur en ethanol reageren zuurstof en ethanol luidruchtig onder vuurverschijnselen: donder en bliksem!

C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

Kaliumpermanganaat reageert met zwavelzuur. Hierbij wordt dimangaanheptoxide gevormd. Deze stof bevindt zich in een zuur milieu door het zwavelzuur. Met dit gegeven vindt er een redoxreactie plaats en wordt mangaandioxide gevormd. Deze stof is oxiderend en zal daardoor reageren met licht ontvlambare stoffen. Aangezien ethanol dergelijke stof is, zullen de twee reageren.

Dit gebeurt met vorming van koolstofdioxide en water.

Deze reactie is exo-energetisch. Hierdoor kunnen we de lichtflitsen waarnemen.

5. Aanvullingen

KLIK – KLIK