exercise/salmiakk.tex

   1 % category: green
   2 \chapter{Hvordan smaker salmiakk}
   3 Tidsbruk: 20 minutter\\
   4 \newline
   5 Alle har en eller flere ganger spist lakris eller salte sukkertøy.
   6 Det vi egentlig hiver i oss er salmiakk. Dette er ammoniumklorid
   7 (NH$_{4}$Cl) som vi stapper i oss, en forening mellom to svært
   8 farlige stoffer som tilsammen blir ufarlige. Vi skal i denne øvelsen
   9 blande i lag ammoniakk og saltsyre og smake på produktet.
  10
  11 \section*{Framgangsmåte}
  12
  13 % FIXME Har JPEG-bildet for lav oppløsning for LULU?
  14 \begin{figure}[h]
  15 \centering
  16 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/salmiakk/salmiakk}
  17 \caption{Oppsett for å lage salmiakk} \label{salmi1}
  18 \end{figure}
  19 \begin{enumerate}
  20     \item Pass på at den store settkolben og termometeret er rene.
  21     \item Ta de tomme gassvaskeflaskene og plaser dem i kjelen.
  22     Stabiliser dem med sand eller papir, slik at flaskene ikke kan
  23     velte.
  24     \item Fyll opp flaskene med henholdsvis konsentrert saltsyre, HCl og
  25     konsentrert \am.
  26     \item Plasser settkolben med termometeret slik at det kan leses av, mellom de to
  27     gassvaskeflaskene og før slangene der gassen skal komme ut ned i
  28     settkolben.
  29     \item Etter ca. 30 sekunder kan du ta opp termometeret og lese av
  30     temperaturen. Smak på de lyse krystallene som har festet seg til
  31     termometeret. Hva smaker det?
  32     \item Fyll opp settkolben med 100 ml vann og rist på kolben.
  33     Undersøk med et pH-papir hvilken pH løsningen har.
  34 \end{enumerate}
  35 \section*{\emph{Variasjon 1}}
  36 I stedet
  37 for gassvaskeflasker kan man bruke sprutflasker der pipen som går
  38 ned i flasken gjøres kortere slik at den ikke går helt ned i væsken.
  39 Den gassen som dannes ovenfor saltsyren og/eller ammoniakken pumpes
  40 da ut når man trykker på flasken. Vær forsiktig med å forveksle
  41 flaskene. Merk dem godt!\\
  42
  43 \section*{\emph{Variasjon 2}}
  44 Man kan
  45 også få salmiakk ved å nøytralisere saltsyren med fortynnet
  46 ammoniakkløsning - den såkalte Rigmor-måten. Salmiakken eller saltet
  47 kommer da til å felle ut, om den nøytrale løsningen får dampe
  48 inn.\\
  49 \newline
  50 Ha  75ml saltsyre i det ene begerglasset, og 75 ml
  51 ammoniumshyderoksid i det andre. Merk glassene slik at vi husker hva
  52 de inneholder. Sett en dråpeteller i hvert av de to begerglassen.\\
  53 Slå 50 ml ammoniakk (NH$_{3}$), og 50 ml saltsyre (HCl) i det
  54 største begerglasset. Dersom du er helt nøyaktig nå, skal like deler
  55 ammoniakk (som er en base),  og saltsyre, (som er en syre), gi en
  56 nøytral løsning. Kontroller ved hjelp av et pH papir (f.eks
  57 rødkålpapir).\\
  58 Når blandingen er nøytral, kan du koke den til alt vannet er
  59 borte.\\
  60 Skrap løst det hvite stoffet og bland det med 0,5g lakrispulver og 1
  61 teskje melis.\\
  62 Fylles på passende emballasje.
  63 \section*{Teori}
  64 Salmiakken (ammoniumklorid) dannes i en eksoterm kjemisk reaksjon.
  65 Surt og basisk «forstyrrer» hverandre. Reaksjonen mellom syren
  66 og basen kalles en nøytralisasjon. Nøytralisasjoner er ofte
  67 eksoterme. I eksperimentet reagerer saltsyregass med amoniakkgassen.
  68 Temperaturen stiger, noe som viser at temperaturen stiger.\\
  69 Reaksjonen kan skrives som følger:
  70 \begin{equation}\label{ammoniumklorid}
  71 HCl (g) + NH_{3} (g) \Leftrightarrow NH_{4}Cl (s) + energi
  72 \end{equation}
  73 Når energien står til høyre for reaksjonspila er reaksjonen
  74 eksoterm\footnote{Energi frigis under reaksjonen}. Salmiakken som
  75 dannes er i fast form ved romtemperatur. Derfor dannes det en røyk
  76 av salmiakkpartikler. I blandt kan man se at dørene/veggene på
  77 kjemikalieskap er fullstendig hvite. Det bruker å komme av at man
  78 har ved en feiltakelse oppbevart ammoniakk og saltsyre i samme
  79 skap.\\
  80 Salmiakken løser seg i vann i en endoterm reaksjon. Når salmiakk
  81 løser seg i vann dannes det ikke noen ny forbindelse, men det kreves
  82 energi for å skille ionene fra hverandre. Selv om det avgis energi
  83 når ionene binder til seg vann i løsningen, er ikke denne energien
  84 like stor. Det kreves derfor en nettoenergi for å løse opp
  85 salmiakken. Reaskjonen er derfor endoterm.
  86
  87 \begin{equation}\label{amopp}
  88 NH_{4}Cl (s) + energi \Longrightarrow NH_{4}^{+} (aq) + Cl^{-} (aq)
  89 \end{equation}
  90 Energien står på venstre siden av pilen. Reaksjonen er derfor
  91 endoterm\footnote{Krever energi}. Ser man på hvert enkelt
  92 reaksjonstrinn, skjer følgende:
  93 \begin{enumerate}
  94     \item Ionebindingene bryte - dette krever energi.
  95     \item Ionene binder vann til seg - energi avgis.
  96 \end{enumerate}
  97
  98 \section*{Forsiktig}
  99 Konsentrert saltsyre og konsentrert \am er sterkt etsende. Bruk
 100 beskyttelses briller når du benytter disse stoffene. Lukten er i
 101 tillegg svært sterk. Eksperimentet utføres best i et avtreksskap.\\
 102 Om ulykken skulle være ute og du får syre eller ammoniakk på huden,
 103 skyll med rikelige mengder vann. Oppstår svie eller sår - kontakt
 104 lege.\\
 105 Løsninger som blir til overs etter forsøket kan skylles ned avløpet
 106 sammen med mye vann.
 107
 108 \section*{Utstyr og kjemikalier}
 109
 110 \begin{itemize}[noitemsep]
 111   \item 2 gassvaskeflasker med pumper
 112   \item 1 rundsettkolbe (eller erlenmeyerkolbe)
 113   \item Glassbeger (100 ml)
 114   \item Sand
 115   \item Termometer
 116   \item pH-papir
 117   \item Kjele med høy kant
 118   \item beskyttelses briller
 119   \item Konsentrert saltsyre
 120   \item Konsentrert ammoniakk
 121 \end{itemize}