Van water naar bier

1.Onderzoeksvraag

Hoe kan kunstmatig vanuit water via een melkproduct naar bier gaan?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• Zuren, basen, zuur-base-indicatoren

b.Materiaal + stoffen

• Vier bekerglazen van 200 ml
• Maatcilinder
• 20% natriumcarbonaat-oplossing

• verzadigde natriumwaterstofcarbonaat-oplossing
•  gedestilleerd water
• mengsel van 1,5g p-nitrofenol en 0,75g fft in 30 ml 95% ethanol
• verzadigde bariumchloride-oplossing
• 8 mol/l zoutzuur
• broomthymolblauw
• dijood (c = 0,05 mol/l)
• detergent

c.Bereiding oplossingen

Bereiding van 20% natriumcarbonaat-oplossing 

1. Weeg 20g natriumcarbonaat af met de balans.
2. Doe de hoeveelheid natriumcarbonaat in een maatkolf van 100ml.
3. Vul de maatkolf verder aan met gedestilleerd water.
   

Bereiding verzadigde natriumwaterstofcarbonaat-oplossing

1. Doe 10ml water in een maatbeker.
2. Voeg spatelpunt-gewijs natriumwaterstofcarbonaat toe aan het water en roer goed.
3. Doe stap 2 zolang totdat de natriumwaterstofcarbonaat niet meer oplost.

Bereiding van verzadigde bariumchloride-oplossing

1. Doe 25ml water in een maatbeker.
2. Voeg spatelpuntsgewijs bariumchloride toe aan het water en roer goed.
3. Doe stap 2 zolang totdat de bariumchloride niet meer oplost.

Bereiding van 8M zoutzuur

1. Neem 122ml van een 37% HCl-oplossing (1,2 g/ml) en doe dit in een maatkolf van 500 ml.
2. Vul de maatkolf aan met water.

Bereiding van dijood ( c = 0,05 mol/l)

1. Weeg  3,16 gram dijood af met de balans.
2. Doe deze hoeveelheid dijood in een maatbeker van 600 ml
3. Voeg 250 ml gedestilleerd water toe aan de dijood
4. Roer goed.

d.Opstelling (foto)

e.Etiketten

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

Zet volgende bekerglazen klaar:

• In bekerglas A: 40 mL 20% natriumcarbonaat-oplossing en 10 mL verzadigde natriumwaterstofcarbonaat-oplossing en 100 mL water
• In bekerglas B: 5 druppels fenolftaleïen
• In bekerglas C: 25 mL verzadigde bariumchloride-oplossing
• In bekerglas D: 7 mL 8 M zoutzuur waaraan 5 druppels broomthymolblauw, 3 druppels dijood en 1 druppel detergent zijn toegevoegd.

Uitvoering:

1. Giet de inhoud van bekerglas A in bekerglas B.
2. Giet dit vervolgens in bekerglas C.

Schenk tenslotte een kleine hoeveelheid hiervan in bekerglas D

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Water:
Na₂CO₃ + H₂O –> 2Na⁺ + HCO₃^–  + OH ^–   Het natriumcarbonaat treedt als een zwakke base op in water. pKa₂= 10,32

Water naar wijn:
kleuring van het fenolftaleïne in basisch milieu tot oranje/rood

Wijn naar fristi/melk:
2Na⁺ + HCO₃^─ + OH ^– + BaCl₂ –> 2Na⁺ + CO₃^2- + H⁺ + OH ^– + Ba²⁺ + 2Cl ^–
2Na⁺ + CO₃^2- +  Ba²⁺ + 2Cl ^–  –> 2Na⁺ + BaCO₃ + 2Cl ^–

Fristi/melk naar bier:
BaCO₃ + 2 Cl ^– + 2H⁺  –> 2Cl^– + Ba²⁺ + CO_{2 (g)} + H₂O

Water naar wijn:
De indicator kleurt rood door de aanwezigheid van het OH^–ion.

Wijn naar fristi/melk:

Door toevoeging van bariumchloride verkrijgen we een neutrale oplossing. Hierdoor verliest de indicator zijn donkerrode kleur. Door de reactie tussen de barium- en carbonaat-ionen verkrijgen we de troebele, witte kleur.

De paarse kleur is te verklaren doordat nog gewerkt wordt in een basisch milieu.
Fristi/melk naar bier:
Door toevoeging van een deel van ons mengsel aan het zuur, zal het zuur bariumcarbonaat terug oplossen. Zo verliest de oplossing zijn troebele kleur. Dit gaat gepaard met de vorming van CO₂. De dijood zorgt mee voor de geelbruine kleur.

5. Aanvullingen

Gebruik een gewoon glas, wijnglas, melkglas en bierglas om de illusie compleet te maken

Bronnen

KLIK – KLIK – KLIK