Proefjes Mendelchef

Vuurboek

Wat een vlammend recept! Ons bijzondere vuurboek combineert alle elementen van de vuurdriehoek: zuurstof, brandstof en warmte. Door een beetje brandstof op een doekje aan te steken, krijgen we een vurig openingsexperiment. Tot we het boek sluiten natuurlijk. Dan heeft ons vlammetje geen zuurstof meer en dooft het.

Plofblik

We ademen allemaal lucht in, toch? Nou, die lucht zit voor het grootste deel vol met iets dat stikstof heet. Normaal gesproken is stikstof een gas, maar als je het super, super koud maakt, dan wordt het vloeibaar. Als het terug warmer wordt, verandert het weer naar gas.

Stel je voor dat je een beetje vloeibare stikstof in een potje giet. Maar dat potje is veel warmer dan de superkoude stikstof, wel zo'n 220 graden warmer! Dus, als je het in dat potje giet, begint de vloeibare stikstof meteen te verdampen en wordt het gas.

Maar hier komt het gekke deel: als je een beetje vloeibare stikstof gebruikt, krijg je heel veel gas, wel zo'n 700 keer meer! Het gas kan nergens heen, dus er bouwt druk op in het potje. En raad eens? Die druk wordt zo groot dat het deksel van het potje eraf knalt! BOEM!

Schuimende pompoensoep

Voor dit experiment maken we gebruik van een variant van het bekende 'olifantentandpasta'-experiment. Dat is natuurlijk geen echte tandpasta, maar een experiment waarbij je héél snel héél veel schuim kan maken. Wat heb je daarvoor nodig? Een reactie tussen twee producten en een katalysator om de reactie supersnel te laten gebeuren.

Weet je wat een katalysator is? Het is een beetje als een tovenaar in de chemische wereld. Het helpt bij het maken van dingen. Het maakt de dingen veel sneller.

Een goed voorbeeld is als we onze lichaamssuikers (koolhydraten) willen verbranden om energie te krijgen. We hebben katalysatoren, die we enzymen noemen, nodig om dit te laten gebeuren.

In dit experiment gebruiken we waterstofperoxide en zeepsop. Het waterstofperoxide zal langzaamaan veranderen in water en zuurstofgas. Dat zuurstofgas kunnen we 'vangen' in zeepsop om zo belletjes te maken. Maar alleen gaat dat een beetje traag. Totdat we er een katalysator, voor dit experiment kaliumjodide, aan toevoegen. Opeens verandert de waterstofperoxide supersnel in water en zuurstofgas en maken we zo ongelooflijk snel heel veel schuim.

Frietgeweer

Eentje om zeker thuis ook eens te bouwen! Je hebt een holle buis nodig, en een smallere volle buis die in de holle buis past. Zorg ervoor dat er langs voren en achteren een stukje aardappel in je holle buis zit. Zo blokkeer je de ontsnappingsroute van de lucht in de buis. Als je nu de smallere buis erin duwt, duw je de gasdeeltjes dichter en dichter bij elkaar en bouwt de druk in de buis op. Door die druktoename, schiet het frietje vooraan uit je geweer.

Zuur sausje

Ook benieuwd naar wat er in die befaamde 'frambozensaus à la Mendelchef' zit?

Stoffen kunnen verschillende eigenschappen hebben. Eén van die eigenschappen is iets dat we pH of zuurgraad noemen. Daarmee kunnen we aanduiden hoe zuur of niet zuur (basisch) ze zijn. Hier is hoe het werkt:

• Als een stof een lage pH heeft, zoals citroensap, is het zuur.

• Als de pH rond de 7 ligt, zoals bij kraanwater, is het neutraal.

• En als de pH hoger is dan 7, zoals bij ammoniak of zeepsop, is het basisch.

In onze vaas zit gekleurd water. Dat kleurtje komt van een bijzonder stofje: een zuur-base indicator. Die indicator zal van kleur veranderen en ons zo iets kunnen vertellen over de zuurgraad van de vloeistof. Handig niet? Als je CO₂ oplost in water, wordt het zuur. Koolstofdioxide of CO₂ is hetzelfde spul dat bubbels in frisdrank maakt! Als je het CO₂-ijs (of droogijs) toevoegt aan gekleurd water, wordt het water zuur en verandert de kleur van de indicator.

Als er te veel CO₂ in de lucht zit, zoals door de uitstoot van auto's en fabrieken, kan het problemen veroorzaken. Als CO₂ in de zee terechtkomt, maakt het het water zuurder. Dat is slecht voor de dieren die erin leven, zoals koraalriffen en schelpdieren. Het maakt het moeilijk voor hen om hun uit kalk bestaande skelet of schelp op te bouwen. Als het water te zuur wordt, kunnen ze er niet meer in leven.

De oplossing? Minder CO₂ uitstoten! Dat kan onder andere door over te stappen op groene energie en meer de fiets te nemen i.p.v. de auto.

Brandend servet

Weet je, katoen doet alsof het een beetje lui is als het op branden aankomt. Het heeft een hoge temperatuur nodig, zo ongeveer tussen de 300 en 400°C, voordat het in brand vliegt. Maar alcoholen zijn veel sneller in brand te steken. Ze zijn als de superhelden van de brandbare stoffen, want ze kunnen al vlam vatten bij heel lage temperaturen. Voor pure ethanol, een soort alcohol, is dat maar 12°C!

Dus, als we iets willen laten branden, gebruiken we het slimme trucje van een mix van alcohol en water. Water is als een koel vriendje dat het brandbare doekje beschermt op twee manieren:

1. Water kan veel warmte opnemen voordat het zelf warmer wordt. Dus, als de mix van alcohol en water begint te branden, slurpt het water al die hitte op.

2. Een deel van het water verandert ook in waterdamp door de hitte. En wist je dat als water verdampt, het eigenlijk warmte uit zijn omgeving haalt? Dat betekent dat het ook helpt om het doekje koel te houden, net zoals je lichaam afkoelt als je zweet en dat zweet verdampt van je huid.

Dus, dankzij het water blijft het katoenen doekje lekker koel, zelfs als het in de buurt van vuur komt. Slim, hè?

Insectenburgers

Tijdens de show gebruiken we geen echte insectenburgers, maar voeren we een experiment uit met staalwol.

Wist je dat zelfs metaal kan branden? Ja, echt waar! Neem bijvoorbeeld het dunne staal in een schuursponsje. Omdat het zo dun is, kan het gemakkelijk in contact komen met zuurstof uit de lucht en een beetje koolstof uit het staal zelf.

Nu, als we een elektrische stroom door het staalwol laten gaan, wordt het warm. En als het warm genoeg wordt en zuurstof krijgt, begint het te branden! Dit komt omdat alle drie de delen vuurdriehoek aanwezig zijn: zuurstof, brandstof (het staal) en warmte.

Het ijzer in het staal verbrandt, wat betekent dat het reageert met zuurstof in de lucht. En dit ziet eruit als een coole chemische lichtshow!

Zodra de reactie begint, gaat het door zolang er genoeg zuurstof en ijzer zijn.

Crème brûlée met gekleurde zouten

Weet je wat er gebeurt als je zout toevoegt aan vlammen? Die vlammen krijgen een supercoole kleur!

Oké, hier is het trucje: Zouten zijn eigenlijk gemaakt van twee soorten deeltjes, metaaldeeltjes en niet-metaaldeeltjes. En het zijn de metaaldeeltjes die zorgen voor de speciale kleuren (zoals natrium, strontium, koper, enzovoort).

Dus, laten we naar binnen kijken in zo'n metaaldeeltje. In het midden zitten nog kleinere positieve en neutrale deeltjes, terwijl de negatieve deeltjes er in banen omheen draaien. Als je het zout verhit, springen sommige van die negatieve deeltjes (elektronen) naar een hogere baan. Maar daar kunnen ze niet lang blijven, dus springen ze snel terug naar hun oude plekje. En als ze dat doen, komt er energie in de vorm van licht vrij!

En hier komt het grappige deel: dat licht heeft een speciale kleur, afhankelijk van het soort metaal in het zout. Als het licht een golflengte heeft die we met onze ogen kunnen zien, krijgen we een gekleurde vlam! Bijvoorbeeld, koper maakt een blauwgroene vlam, strontium maakt rood, en natrium maakt geel.

Vuurwerk dankt ook zijn mooie kleurtjes aan de verschillende metaalzouten die door verhitting bepaalde kleuren veroorzaken.

Vuurtornado

Wist je dat warme lucht omhoog gaat? Stel je voor dat je een kaars hebt. De vlam van de kaars maakt de lucht eromheen warm, en warme lucht wil altijd omhoog gaan. Als het omhoog gaat, trekt het nieuwe, koelere lucht naar de vlam toe.

Nu, als we een metalen koker om de vlam plaatsen en die laten draaien, gebeurt er iets heel cool! De draaiende koker trekt de lucht rond de vlam in een draaiende beweging.

En nu komt het leuke deel: er is een speciale wet in de natuur (de wet van behoud van impulsmoment) die zegt dat als iets draait, het sneller kan gaan draaien als het dichterbij de draaiingsas komt. Dat is net zoals wanneer je op een draaimolen zit en dichter bij het middelpunt komt, dan draai je sneller rond! Dus, als de koude lucht naar het midden van de draaiende koker wordt getrokken, begint het steeds sneller te draaien. Zo gaat de vlam ook draaien en krijg je een coole vuurtornado.