X-Git-Url: https://pere.pagekite.me/gitweb/text-smell-og-bang-hauge.git/blobdiff_plain/a5917b21c1fb9f2d048de42deeb1ca5ead2c85d7..8e8d4c6202b3e69a9c84bdc7495dad1ee938c8ee:/SLSection4-kjemi.tex diff --git a/SLSection4-kjemi.tex b/SLSection4-kjemi.tex index 55b9eec..69445b0 100644 --- a/SLSection4-kjemi.tex +++ b/SLSection4-kjemi.tex @@ -1,247 +1,247 @@ - -\section{Vi bygger kjemiske raketter} - -(Kloratenes oksyderende virkning på organiske stoffer).\\ -\label{Raketter} \index{Vi bygger kjemiske raketter|textbf} -\newline \index{Cellulose} \index{Natriumklorat} \index{Ugrassalt} - - - -\subsubsection{Innledning} -Overskriften kan kanskje minne om en av Werner von Brauns villeste -idèer. Selv om det kanskje høres noe mistenkelig ut, å bruke gamle -vaskefiller til et kjemiforsøk, så viser det seg at forsøket er både -spennende og fascinerende. Det som er spesielt med dette forsøket er -at det er like spennende hver gang for den som utfører forsøket, så -vel for den som er førstegangstilskuer. Hele forsøket går altså ut -på å lage raketter med klorat og et eller annet organisk materiale -(i dette tilfellet cellulose) som drivstoff. - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett55.eps} -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett56.eps} -\caption{Kloratraketter på tur opp!} -\end{figure} - - - -\subsubsection{Framgangsmåte} -En mettet natriumklorat-oppløsning (ugrassalt) lages ved å løse opp -400 gram natriumklorat pr. liter vann. Normalt er det ikke nødvendig -å lage mer enn to liter løsning. To liter natriumklorat-løsning er -etter mitt skjønn nok til å lage 20 -raketter av en middels størrelse (se nærmere angivelse bak).\\ -\newline -I denne løsningen dyppes så et eller annet absorberende -celluloseholdig materiale, for eksempel gamle vaskefiller eller mer -billig i lengden, ark med kjøkkenpapir, eller avispapir. Knut Jynge fant i sin tid ut at vanlig grått porøst kjøkkenpapir var det beste. Det -absorberte mer løsning enn avispapir og beholdt sin styrke når det -ble gjennombløtt. Avispapiret hadde en større -tendens til å falle fra hverandre.\\ -\newline -Vætingen foregikk slik:\\ -I en 10 liters plast bøtte ble 25 ark med vanlig grått kjøkkenpapir -på A-4 størrelse presset ned i 2 liters natriumklorat- løsningen. -Arkene fikk ligge å suge opp løsningen (la overflødig løsning renne -av og tilbake i bøtten) og forsiktig skilt fra hverandre, for -deretter å bli hengt opp enkeltvis til -tørk.\\ -Dette gjøres best ved å spenne opp en hyssing som tørkesnor et eller -annet sted i rommet langt fra åpen ild, gnister og liknende -tennkilder. Papiret blir svært brannfarlig når det tørker!\\ -Papiret må ikke tørkes på elektriske ovner og liknende elektrisk -utstyr! Sentralvarmeradiatorer kan benyttes, men lufttørking er å -foretrekke av sikkerhetsmessige grunner.\\ -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.70\textwidth]{rakettbilder/1.eps} -\caption{Preparering av rakettlegemene - rull kloratpapiret rundt en passende pinne} -\label{rakett1} -\end{figure} -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.40\textwidth]{rakettbilder/2a.eps} -\includegraphics[width=0.40\textwidth]{rakettbilder/2b.eps} -\caption{Rullen brettes ved ca. 1/3 av lengden og festes med tape} -\label{rakett2} -\end{figure} -\noindent Når papiret er tørt, kan rakettlegmenene prepareres. Best er det å -bruke gamle aviser til å lage rakett-kroppen. Det tørkede -kloratpapiret (drivstoffet) som er på størrelse med et A-4 papir, -rulles rundt en pinne med tykkelse som en kulepenn (se fig. \vref{rakett1} og \vref{rakett2}).\\ -Drivstoffrullen bøyer en slik at 1/3 av rullen blir liggende -parallelt med den resterende 2/3 av rullen. Festes med tape.\\ -\newline -Denne drivstoffrullen rulles så inn i avispapir. Et blad avispapir -brettes dobbelt, hvoretter drivstoffrullen rulles inn i dette -avispapiret (se fig.\vref{rakett3}).\\ - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/3.eps} -\caption{Flik av det som skal bli rakettens hode brettes oppover} -\label{rakett3} -\end{figure} - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/4.eps} -\caption{Avispapiret rulles rundt drivstoffrullen slik at -rakettkroppen blir tett i toppen} -\label{rakett4} -\end{figure} -\newpage - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/5.eps} -\caption{Viktig å sjekke at toppen på raketten er tett} -\label{rakett5} -\end{figure} -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/6.eps} -\caption{Avispapiret rulles deretter rundt drivstoffrullen og danner -en tett topp} -\label{rakett6} -\end{figure} -\newpage - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.60\textwidth]{rakettbilder/7.eps} -\caption{Rakettkroppen tapes rundt det hele med grå 2 cm pakketape i -plast (den seige typen)} -\label{rakett7} -\end{figure} -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/8a.eps} -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/8b.eps} -\caption{Tape-prosessen steg for steg} -\label{rakett8} -\end{figure} -Den type tape som er benyttet her i forsøket er gråbrun 2 cm bred -pakke-tape i plast. Denne tape typen har gode klebeeggenskaper og -er seig.\\ -\newline -Tapen strammes ekstra godt til i den nederste del av raketten slik -at åpningen til drivstoffet blir trangere.Dette fordi en oppnår en -dyse effekt og hardere jet-stråle (se figur \vref{rakett9}) -\newpage - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/9a.eps} -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/9b.eps} -\caption{Tapen strammes hardt rundt rakett-kroppen. Stram tapen ekstra godt til i den nederste delen av -raketten} -\label{rakett9} -\end{figure} -Lunta stikkes inn slik at en ser at den kommer i kontakt med -drivstoffet (se figur \vref{rakett10}). Lunta kan godt være av den typen som er -beskrevet som eget forsøk eller den kan enkelt og greit være en -strimmel av drivstoffet (papiret), som stappes opp i rakettens -åpning. Raketten skulle nå være klar for oppskytning!\\ -\newline -Har en en mistanke om at pinnen er for kort eller for lett. Kan -utmerket godt to pinner festes til rakettkroppen. Raketten skytes -best opp fra en flaske eller en kan rett og slett bare stikke pinnen -ned i snøen (hvis det finnes) (se figur \vref{rakett11}). -\newpage -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/10.eps} -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/11.eps} -\caption{Pinnen bør være minst 3 ganger så lang som selve rakett kroppen} -\label{rakett10} -\end{figure} -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.25\textwidth]{rakettbilder/12.eps} -\includegraphics[width=0.25\textwidth]{rakettbilder/13.eps} -\caption{Oppskyting av raketten. Reaksjonskraften i raketten} -\label{rakett11} -\end{figure} -Etter antenning på lunta, gå 6 - 7 skritt bakover! Raketten kan -eksplodere! Eksploderer raketten er det oftest fordi en har laget -for trang dyse eller laget for kraftig drivstoff. For svak tapeing -og for svak rakett-kropp kan også være årsaken.\\ -\newline -Har en laget raketten riktig, skal den kunne gå en 100 til 200 meter -med enorm hasitghet og en grå-svart røykstripe etter seg. Man -anbefales å prøve seg fram flere ganger før en endelig kommer fram -til riktig utforming av raketten avstemt etter drivstoff-blandingens -styrke. - - -\subsubsection{Teori} -En antar at forbrenningen av drivstoffblandingen foregår etter -følgende likning:\\ -\newline -(C$_{6}$H$_{10}$O$_{5}$)$_{n}$ + 4n NaClO$_{3}$ -$\rightleftharpoons$ 4n NaCl + 6n CO$_{2}$ (g) + 5n H$_{2}$O + -energi\\ -\newline -Det er altså forbrenningsgassene som blir presset ut gjennom dysa på -raketten som gir reaksjons-kraften som gjør at raketten går til værs -(se figur \vref{rakett11}). - - -Grunnen til denne reaksjonskraften er at de stoffene (CO$_{2}$ og -H$_{2}$O) som dannes i reaksjonen er i gassfase og trenger det -mangedobbelte av plass enn det som var i fast fase. -\index{Reaksjonskraft} \index{Rakettbrennstoff} - - - -\subsubsection{Tips} -Brukes vaskefille til preparering av drivstoff er det verdt å merke -seg at denne absorberer mye mer klorat -løsning og blir av denne -grunn mye kraftigere. Brukes vaskefille (gulvfille) trenger en ikke -å dosere mer enn 200 - 300 gram pr. liter løsning, eller en kan -bruke 400 gram pr. liter løsning men bruke mye mindre drivstoff for -å få raketten til å gå! - - -\begin{figure}[h] -\centering -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett30.eps} -\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett31.eps} -\caption{Som regel går det bra, men av og til er dysa for trang.....} -\end{figure} - - -\subsubsection{Forsiktig} -Organiske stoffer som har kommet i kontakt med klorat løsning og har -tørket er svært ildsfarlige! Dette gjelder da organiske stoffer som -er i stand til å suge opp klorat -løsningen. For -eksempel tøy, papir og liknend.\\ -\textbf{Natriumklorat er giftig!}\\ -Rakettene må kun antennes utendørs, helst på vinteren. Rakettene må -ikke rettes mot noen. Reaksjonsstrålen fra raketten inneholder -gloheite forbrenningsgasser og partikler. - - - -\subsubsection{Utstyr} -\begin{table}[h]\begin{tabular}{ll} - NaClO$_{3}$ & Natriumklorat \\ - papir & \\ - vaskefille & \\ -\end{tabular} -\caption{Kjemikalieliste til forsøket - Raketter} -\end{table} - -\subsubsection{Referanse} -\begin{description} - \item[\lbrack1\rbrack] Knut Jynge $\&$~Bjørn Riise. -\newblock Funny reactions. -\newblock Chemistry reports, University Of Tromsø; Institute Of Mathematical - and Physical Sciences, July 1985. - \item[\lbrack2\rbrack] Bassam~Z. Shakhashiri. -\newblock {\em Chemical Demonstrations - A Handbook for Teachers of Chemistry}, - volume~1. -\newblock The University of Winsconsin Press, 1 edition, 1983. + +\section{Vi bygger kjemiske raketter} + +(Kloratenes oksyderende virkning på organiske stoffer).\\ +\label{Raketter} \index{Vi bygger kjemiske raketter|textbf} +\newline \index{Cellulose} \index{Natriumklorat} \index{Ugrassalt} + + + +\subsubsection{Innledning} +Overskriften kan kanskje minne om en av Werner von Brauns villeste +idèer. Selv om det kanskje høres noe mistenkelig ut, å bruke gamle +vaskefiller til et kjemiforsøk, så viser det seg at forsøket er både +spennende og fascinerende. Det som er spesielt med dette forsøket er +at det er like spennende hver gang for den som utfører forsøket, så +vel for den som er førstegangstilskuer. Hele forsøket går altså ut +på å lage raketter med klorat og et eller annet organisk materiale +(i dette tilfellet cellulose) som drivstoff. + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett55.eps} +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett56.eps} +\caption{Kloratraketter på tur opp!} +\end{figure} + + + +\subsubsection{Framgangsmåte} +En mettet natriumklorat-oppløsning (ugrassalt) lages ved å løse opp +400 gram natriumklorat pr. liter vann. Normalt er det ikke nødvendig +å lage mer enn to liter løsning. To liter natriumklorat-løsning er +etter mitt skjønn nok til å lage 20 +raketter av en middels størrelse (se nærmere angivelse bak).\\ +\newline +I denne løsningen dyppes så et eller annet absorberende +celluloseholdig materiale, for eksempel gamle vaskefiller eller mer +billig i lengden, ark med kjøkkenpapir, eller avispapir. Knut Jynge fant i sin tid ut at vanlig grått porøst kjøkkenpapir var det beste. Det +absorberte mer løsning enn avispapir og beholdt sin styrke når det +ble gjennombløtt. Avispapiret hadde en større +tendens til å falle fra hverandre.\\ +\newline +Vætingen foregikk slik:\\ +I en 10 liters plast bøtte ble 25 ark med vanlig grått kjøkkenpapir +på A-4 størrelse presset ned i 2 liters natriumklorat- løsningen. +Arkene fikk ligge å suge opp løsningen (la overflødig løsning renne +av og tilbake i bøtten) og forsiktig skilt fra hverandre, for +deretter å bli hengt opp enkeltvis til +tørk.\\ +Dette gjøres best ved å spenne opp en hyssing som tørkesnor et eller +annet sted i rommet langt fra åpen ild, gnister og liknende +tennkilder. Papiret blir svært brannfarlig når det tørker!\\ +Papiret må ikke tørkes på elektriske ovner og liknende elektrisk +utstyr! Sentralvarmeradiatorer kan benyttes, men lufttørking er å +foretrekke av sikkerhetsmessige grunner.\\ +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.70\textwidth]{rakettbilder/1.eps} +\caption{Preparering av rakettlegemene - rull kloratpapiret rundt en passende pinne} +\label{rakett1} +\end{figure} +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.40\textwidth]{rakettbilder/2a.eps} +\includegraphics[width=0.40\textwidth]{rakettbilder/2b.eps} +\caption{Rullen brettes ved ca. 1/3 av lengden og festes med tape} +\label{rakett2} +\end{figure} +\noindent Når papiret er tørt, kan rakettlegmenene prepareres. Best er det å +bruke gamle aviser til å lage rakett-kroppen. Det tørkede +kloratpapiret (drivstoffet) som er på størrelse med et A-4 papir, +rulles rundt en pinne med tykkelse som en kulepenn (se fig. \vref{rakett1} og \vref{rakett2}).\\ +Drivstoffrullen bøyer en slik at 1/3 av rullen blir liggende +parallelt med den resterende 2/3 av rullen. Festes med tape.\\ +\newline +Denne drivstoffrullen rulles så inn i avispapir. Et blad avispapir +brettes dobbelt, hvoretter drivstoffrullen rulles inn i dette +avispapiret (se fig.\vref{rakett3}).\\ + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/3.eps} +\caption{Flik av det som skal bli rakettens hode brettes oppover} +\label{rakett3} +\end{figure} + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/4.eps} +\caption{Avispapiret rulles rundt drivstoffrullen slik at +rakettkroppen blir tett i toppen} +\label{rakett4} +\end{figure} +\newpage + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/5.eps} +\caption{Viktig å sjekke at toppen på raketten er tett} +\label{rakett5} +\end{figure} +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.6\textwidth]{rakettbilder/6.eps} +\caption{Avispapiret rulles deretter rundt drivstoffrullen og danner +en tett topp} +\label{rakett6} +\end{figure} +\newpage + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.60\textwidth]{rakettbilder/7.eps} +\caption{Rakettkroppen tapes rundt det hele med grå 2 cm pakketape i +plast (den seige typen)} +\label{rakett7} +\end{figure} +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/8a.eps} +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/8b.eps} +\caption{Tape-prosessen steg for steg} +\label{rakett8} +\end{figure} +Den type tape som er benyttet her i forsøket er gråbrun 2 cm bred +pakke-tape i plast. Denne tape typen har gode klebeeggenskaper og +er seig.\\ +\newline +Tapen strammes ekstra godt til i den nederste del av raketten slik +at åpningen til drivstoffet blir trangere.Dette fordi en oppnår en +dyse effekt og hardere jet-stråle (se figur \vref{rakett9}) +\newpage + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/9a.eps} +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/9b.eps} +\caption{Tapen strammes hardt rundt rakett-kroppen. Stram tapen ekstra godt til i den nederste delen av +raketten} +\label{rakett9} +\end{figure} +Lunta stikkes inn slik at en ser at den kommer i kontakt med +drivstoffet (se figur \vref{rakett10}). Lunta kan godt være av den typen som er +beskrevet som eget forsøk eller den kan enkelt og greit være en +strimmel av drivstoffet (papiret), som stappes opp i rakettens +åpning. Raketten skulle nå være klar for oppskytning!\\ +\newline +Har en en mistanke om at pinnen er for kort eller for lett. Kan +utmerket godt to pinner festes til rakettkroppen. Raketten skytes +best opp fra en flaske eller en kan rett og slett bare stikke pinnen +ned i snøen (hvis det finnes) (se figur \vref{rakett11}). +\newpage +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/10.eps} +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/11.eps} +\caption{Pinnen bør være minst 3 ganger så lang som selve rakett kroppen} +\label{rakett10} +\end{figure} +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.25\textwidth]{rakettbilder/12.eps} +\includegraphics[width=0.25\textwidth]{rakettbilder/13.eps} +\caption{Oppskyting av raketten. Reaksjonskraften i raketten} +\label{rakett11} +\end{figure} +Etter antenning på lunta, gå 6 - 7 skritt bakover! Raketten kan +eksplodere! Eksploderer raketten er det oftest fordi en har laget +for trang dyse eller laget for kraftig drivstoff. For svak tapeing +og for svak rakett-kropp kan også være årsaken.\\ +\newline +Har en laget raketten riktig, skal den kunne gå en 100 til 200 meter +med enorm hasitghet og en grå-svart røykstripe etter seg. Man +anbefales å prøve seg fram flere ganger før en endelig kommer fram +til riktig utforming av raketten avstemt etter drivstoff-blandingens +styrke. + + +\subsubsection{Teori} +En antar at forbrenningen av drivstoffblandingen foregår etter +følgende likning:\\ +\newline +(C$_{6}$H$_{10}$O$_{5}$)$_{n}$ + 4n NaClO$_{3}$ +$\rightleftharpoons$ 4n NaCl + 6n CO$_{2}$ (g) + 5n H$_{2}$O + +energi\\ +\newline +Det er altså forbrenningsgassene som blir presset ut gjennom dysa på +raketten som gir reaksjons-kraften som gjør at raketten går til værs +(se figur \vref{rakett11}). + + +Grunnen til denne reaksjonskraften er at de stoffene (CO$_{2}$ og +H$_{2}$O) som dannes i reaksjonen er i gassfase og trenger det +mangedobbelte av plass enn det som var i fast fase. +\index{Reaksjonskraft} \index{Rakettbrennstoff} + + + +\subsubsection{Tips} +Brukes vaskefille til preparering av drivstoff er det verdt å merke +seg at denne absorberer mye mer klorat -løsning og blir av denne +grunn mye kraftigere. Brukes vaskefille (gulvfille) trenger en ikke +å dosere mer enn 200 - 300 gram pr. liter løsning, eller en kan +bruke 400 gram pr. liter løsning men bruke mye mindre drivstoff for +å få raketten til å gå! + + +\begin{figure}[h] +\centering +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett30.eps} +\includegraphics[width=0.45\textwidth]{rakettbilder/rakett31.eps} +\caption{Som regel går det bra, men av og til er dysa for trang.....} +\end{figure} + + +\subsubsection{Forsiktig} +Organiske stoffer som har kommet i kontakt med klorat løsning og har +tørket er svært ildsfarlige! Dette gjelder da organiske stoffer som +er i stand til å suge opp klorat -løsningen. For +eksempel tøy, papir og liknend.\\ +\textbf{Natriumklorat er giftig!}\\ +Rakettene må kun antennes utendørs, helst på vinteren. Rakettene må +ikke rettes mot noen. Reaksjonsstrålen fra raketten inneholder +gloheite forbrenningsgasser og partikler. + + + +\subsubsection{Utstyr} +\begin{table}[h]\begin{tabular}{ll} + NaClO$_{3}$ & Natriumklorat \\ + papir & \\ + vaskefille & \\ +\end{tabular} +\caption{Kjemikalieliste til forsøket - Raketter} +\end{table} + +\subsubsection{Referanse} +\begin{description} + \item[\lbrack1\rbrack] Knut Jynge $\&$~Bjørn Riise. +\newblock Funny reactions. +\newblock Chemistry reports, University Of Tromsø; Institute Of Mathematical + and Physical Sciences, July 1985. + \item[\lbrack2\rbrack] Bassam~Z. Shakhashiri. +\newblock {\em Chemical Demonstrations - A Handbook for Teachers of Chemistry}, + volume~1. +\newblock The University of Winsconsin Press, 1 edition, 1983. \end{description} \ No newline at end of file