Teori

Du ska inventera vilka kemikalier som du har hemma och göra några undersökningar på dessa.

Material

• Burkar/muggar/glas
• Termometer (helst med minusgrader)
• Sked
• Is
• Kemikalier

Risker med experimentet

Laborationen anses vara riskfri.

Utförande

1. Gör i ordning en indikator av t.ex. blåbär, rödkål, the. Du kanske kan använda en ”röd saft” lingon, vinbär, björnbär eller liknande. Testa vilken färgindikator har på kända kemikalier (vinäger och målarsoda). Anteckna dina observationer.
2. Leta i köket, badrummet, pannrummet eller motsvarande ställe efter kemikalier som du har hemma. Gör en lista på dessa (minst 5 st). Är någon kemikalie brännbar? Läs på förpackningen. Står det några varningssymboler på dem. Du kan även leta på VWRs hemsida efter säkerhetsblad
3. Testa pH på vattenlösningar eller ämnen som är lösliga i vatten. Ta reda på vad dessa produkter används till. Skriv ner i rapporten.
4. Ta fram följande kemikalier/ämnen/produkter:
   • Bakpulver - NaHCO₃ , NaH₂PO₄ (surt fosfat) och stärkelse
   • Bikarbonat - NaHCO₃
   • Koksalt - NaCl
   • Isbitar - H₂O
   • Hjorthornsalt - kan skrivas som (NH₄)2CO₃
   • Strösocker - C₁₂H₂₂O₁₁
   • Vinäger - HAc eller CH₃COOH
5. Lös upp bikarbonat, bakpulver och hjorthornsalt i vatten tre olika glas. Är de lösliga? Är lösningarna sura, basiska eller neutrala? Testa med pH-indikatorn.
6. Häll lite vinäger i bikarbonatlösningen. Vad händer. Skriv en reaktionsformel.
7. Koka upp några deciliter vatten
8. Häll varmt vatten på bikarbonat, bakpulver och hjorthornsalt i olika glas. Tag en i taget! Vad händer? Lukta på gasen!! Skriv reaktionsformler. Varför sker en reaktion med varmt vatten och inte med kallt vatten? Se 5.
9. Ta fram några isbitar. Mät (uppskatta) temperaturen på is.
10. Häll salt på isen och iaktta vad som sker. Mät temperaturen. Hur långt ner kan du sänka temperaturen? Försök med olika proportioner av is och salt. Vilken är den optimala blandningen för maximal frysnedsättning. Vilken ”nytta” kan man ha av en köldblandning.
11. Gör samma sak med is och socker. Får du samma resultat? Varför/varför inte?

Skriv en intressant rapport på dina resultat och vad du har kommit på. Beskriv även hur du gjorde indikatorn

Till läraren:

1. Indikatorer från ”naturen” brukar vara tydligast på basiska lösningar. Rödkål är bäst!

5.
a) Bikarbonat är lösligt och basiskt
b) Hjorthornsalt är lösligt och svagt basiskt. Hjorthornsalt är egentligen ett bubbelsalt men ammoniumkarbonat är tillräckligt noggrant för eleverna
c) Bakpulver innehåller bikarbonat, surt fosfat NaH₂PO₄ eller oftare pyrofosfat (Na₂H₂P₂O₇) och stärkelse. Stärkelsen är inte löslig i vatten. Den ger en vitaktig suspension och är (nära) neutral.

6. Koldioxid bubblar bort när vinäger hälls på bikarbonat
NaHCO₃  + HAc (CH₃COOH)  → CO₂(g)  +  H₂O  +  NaAc (CH₃COONa)

8. Det bubblar ut alla tre glasen. När energi har tillsats (varmt vatten) så har aktiveringsenergin minskats och sönderdelningen går fortare.
a) NaHCO₃  →  CO₂  +  NaOH 

b) 2NaHCO₃  +  NaH₂PO₄ →  2CO₂  + 2H₂O  +  Na₃PO₄

c) Det bubblar koldioxid och ammoniak. Ammoniak luktar illa
(NH₄)2CO₃  →  CO₂  +  2NH₃  + H₂O

10. Det blir en köldblandning. Maximal kyla fås av 3 delar vatten och en del salt (i vikt).

Förklaring

När is och salt blandas, löser en del av saltet upp sig i vattenskiktet som finns runt isbiten. Denna lösningsprocess kallas spontan endoterm process och kräver värme. Den värmen tas från omgivningen, i det här fallet isbitarna. Temperaturen sjunker. Vi får en underkyld vätska med fryspunktnedsättning. Hur kallt beror på antal partiklar i saltet. Alltså kyler kaliumklorid (med tre partiklar) bättre än natriumklorid. (två partiklar). Nedkylning med natriumklorid kan bli ca 210 C och bästa proportionen är 3 delar krossad is och en del salt. Den molala fryspunktnedsättningen för vatten är 1,8670 C per mol löst ämne i 1000g vatten.. Mättad natriumkloridlösning är 6,12 mol/dm³ (vid 250 C)

Beräkning av maximal fryspunktnedsättning för NaCl
6,12 × (mättad lösning av NaCl mol/dm³) × 2(partiklar) × 1,867 = 22,850

Stöd för riskbedömning

Vinäger (ättiksyra): Frätande, Brännbart, Fara, H226, H315, H319 och P210, P233, P240, P241, P242, P243, P260, P264, P280, P301+P330+P331, (ej kräkning), P405

Bikarbonat: Ej märkespliktigt

Natriumkarbonat: Utropstecken, Varning, H319 och P264, P280

Natriumpyrofosfat: Ej märkespliktigt

Hjorthornsalt: Utropstecken varning, H302 och P264, P270

Detta material finns under följande rubriker på KRC:s hemsida:

• Gymnasiet/ Säkerhet/ Säkerhetslaborationer
• Gymnasiet/ Kemi 1/ Reaktioner/ Syror och baser/ Arbetsövningar
• Gymnasiet/ Kemi 1/ Reaktioner/ Syror och baser/ Laborationer