Zuur-water

1.Onderzoeksvraag

Wat gebeurt er als we zwavelzuur aan ijskoud water of ijs toevoegen?

2.Voorbereiding

a.Begrippen als achtergrond voor experiment

• exotherm
• energetische reactie
• warmte-energie

b.Materiaal + stoffen

• 2 bekers 250ml
• 2 thermometers
• 2 maatcilinders 100ml
• 200ml 9 mol/l H₂SO₄
• 100g ijs
• 100ml ijskoud water

c.Opstelling (foto)

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

1. Breng 100ml ijskoud water in een beker van 250ml.
2. Meet de temperatuur.
3. Voeg nu traag 100ml 9 ;mol/l H₂SO₄ toe aan het ijskoud water.
4. De temperatuur stijgt
5. Vertrek van 100g ijs in een tweede beker van 250ml.
6. Meet de temperatuur.
7. Voeg weer 100ml 9M zwavelzuur toe nu aan het ijs.
8. Meet de temperatuur.

 

b.Waarneming (+ foto’s)

4.Reflecteren

Wanneer jij zwavelzuur bij koud water giet, stijgt de temperatuur nog redelijk vlug. Dit omwille van de grote hoeveelheid warmte die vrijkomt bij het samenvoegen van water en zwavelzuur.

Wanneer we daarentegen het zwavelzuur bij het ijs gieten, stijgt de temperatuur weinig. Dit omdat de smeltwarmte van het ijs de oploswarmte van het zuur compenseert: hierdoor koelt de oplossing af.

H₂SO₄ + H₂O → H₃O⁺ + HSO₄^–

HSO₄^– + H₂O → H₃O⁺ + SO₄^2-

5. Aanvullingen

• Eerst water, de rest (zuur) komt later.
• Indien ijs beschikbaar is, kan voor het verdunnen van geconcentreerd zwavelzuur het zuur aan ijs worden toegevoegd. In dat geval is de smeltwarmte van het ijs ruim voldoende om de oploswarmte van het zuur te compenseren: de oplossing koelt af. Het voordeel daarvan is dat een koude oplossing waarschuwt door de condensvorming aan de buitenzijde van de fles.

Bronnen

KLIK