From: Petter Reinholdtsen Date: Thu, 4 Jun 2020 21:20:29 +0000 (+0200) Subject: Juster formattering av "fyrverkeri under vann". X-Git-Url: https://pere.pagekite.me/gitweb/text-smell-og-bang-hauge.git/commitdiff_plain/22ad19f760c5b7efa632e7a11f9e846ebfc58e45 Juster formattering av "fyrverkeri under vann". --- diff --git a/SLSection12-kjemi.tex b/SLSection12-kjemi.tex index 95c9f12..5b2cf39 100644 --- a/SLSection12-kjemi.tex +++ b/SLSection12-kjemi.tex @@ -1,29 +1,27 @@ \section{Fyrverkeri under vann} -\label{Fyrverkeri} \index{Fyrverkeri under vann|textbf} - - +\label{Fyrverkeri} +\index{Fyrverkeri under vann|textbf} \subsubsection{Innledning} -Klorgass blir ført med en -slange ned til bunnen av en stor målesylinder, og bobler opp til -overflaten av vannet som målesylinderen er fylt med. Biter av -kalsiumkarbid blir sluppet på bunnen av sylinderen og produserer -acetylen gass. Der hvor boblene til de to gassene kolliderer, får vi -et kort, skarpt lystglimt etterfulgt av et skarpt smell. -\index{Kalsiumkarbid, CaC$_{2}$}\index{Klorgass}\index{Acetylen -gass} - - +Klorgass blir ført med en slange ned til bunnen av en stor +målesylinder, og bobler opp til overflaten av vannet som +målesylinderen er fylt med. Biter av kalsiumkarbid blir sluppet på +bunnen av sylinderen og produserer acetylen gass. Der hvor boblene til +de to gassene kolliderer, får vi et kort, skarpt lystglimt etterfulgt +av et skarpt smell. +\index{Kalsiumkarbid, CaC$_{2}$} +\index{Klorgass} +\index{Acetylen gass} \subsubsection{Framgangsmåte} -Forsøket er relativt enkelt å sette opp. Vi trenger en -erlenmeyerkolbe på omlag 250 ml, hvor vi skal helle i -natriumhypokloritten og ei kork med glassgjennomføring. I den andre -enden har vi en målesylinder på omlag 1000 ml med et glassrør som -går fra toppen og ned til ei avbøyning i røret ved bunnen av -målesylinderen (se figur \ref{fyrverkeriuvann}). Erlenmeyerkolben og -glassrøret som er satt ned i målesylinderen er koblet sammen med en -gummislange. + +Forsøket er relativt enkelt å sette opp. Vi trenger en erlenmeyerkolbe +på omlag 250 ml, hvor vi skal helle i natriumhypokloritten og ei kork +med glassgjennomføring. I den andre enden har vi en målesylinder på +omlag 1000 ml med et glassrør som går fra toppen og ned til ei +avbøyning i røret ved bunnen av målesylinderen (se figur +\ref{fyrverkeriuvann}). Erlenmeyerkolben og glassrøret som er satt ned +i målesylinderen er koblet sammen med en gummislange. \begin{figure}[h] \centering @@ -31,12 +29,13 @@ gummislange. \caption{Utstyrsoppsettet til forsøket - klorgass og acetylengass} \label{fyrverkeriuvann} \end{figure} -\noindent Har en ikke natriumhypokloritt i ren form kan en utmerket -godt bruke klorin\footnote{Klorin består av natriumhypokloritt, -NaClO og natriumhydroksid, NaOH. NaOH blir hovedsaklig tilsatt for å -stabilisere natriumhypokloritten, slik at denne ikke danner Cl$_{2}$ -gass.}\\ -\newline + +Har en ikke natriumhypokloritt i ren form kan en utmerket godt bruke +klorin\footnote{Klorin består av natriumhypokloritt, NaClO og + natriumhydroksid, NaOH. NaOH blir hovedsaklig tilsatt for å + stabilisere natriumhypokloritten, slik at denne ikke danner Cl$_{2}$ + gass.} + Hell i ca. 150 ml klorin i erlenmeyerkolben. Fyll deretter opp målesylinderen med vann til toppmerket. Ha slangen som er forbundet med korken til erlenmeyerkolben oppi målesylinderen slik som på @@ -45,8 +44,7 @@ saltsyre oppi erlenmeyerkolben. Korken settes p observere at bobler stiger opp fra målesylinderens bunn. Vent til all lufta er fordrevet fra systemet (10 - 15 sekunder). Deretter hiver en en liten klump med kalsiumkarbid oppi målesylinderen. -Reaksjonen starter umiddelbart, og vi får dannet acetylengass.\\ -\newline +Reaksjonen starter umiddelbart, og vi får dannet acetylengass. Nå ligger kalsiumkarbid klumpen på bunnen av målesylinderen og produserer acetylen gass som stiger oppover sammen med klorgassen i sylinderen. Hver gang en boble med acetylengass kolliderer med en @@ -69,88 +67,98 @@ lysglimt med dertil h \caption{Etter hvert som de to gassene kolliderer får vi dannet sot på toppen av målesylinderen.} \end{figure} -\noindent Når mengden klorgass begynner å avta, er det bare å riste + +Når mengden klorgass begynner å avta, er det bare å riste på erlenmeyerkolben, så vil mer klorgass bli dannet og reaksjonen fortsetter. Skulle produksjonen av acetylengass avta, er det bare å hive en liten bit med kalsiumkarbid oppi målesylinderen. - \subsubsection{Teori} + Klor er en svakt gul-grønn gass med en sterk kvelende lukt. Det normale kokepunkt er på -31.0$^{\circ}$C, og klor har et smeltepunkt på -101.0$^{\circ}$C. Det er løselig i vann til en konsentrasjon på -0.092 mol/liter ved 25$^{\circ}$C \footnote{M. Windholz, Ed.,The -Merck Index, 9th ed., Merck and Co,: Rahway, New Jersey (1976)} Klor -framstilles kommersielt fra elektrolyse av NaCl.\\ -\newline +0.092 mol/liter ved 25$^{\circ}$C \footnote{M. Windholz, Ed.,The Merck + Index, 9th ed., Merck and Co,: Rahway, New Jersey (1976)} Klor +framstilles kommersielt fra elektrolyse av NaCl. + Klorgassen lager vi ved å oksidere saltsyren med underklorsyrling, HOCl. \begin{equation}\label{fyrv} Cl^{-} (aq) + HOCl (aq) + H^{+} (aq) \Longrightarrow Cl_{2} (g) + H_{2}O (l) \end{equation} -Underklorsyrling får vi fra klorin som normalt er en 5$\%$ blanding -av NaOCl i vann, men som inneholder underklorsyrling som et + +Underklorsyrling får vi fra klorin som normalt er en 5$\%$ blanding av +NaOCl i vann, men som inneholder underklorsyrling som et reaksjonsprodukt når klor disproporsjonerer i vann. Formelen for underklorsyrling blir ofte skrevet HOCl for å legge vekt på at hydrogenatomet er bundet til oksygen- og ikke til kloratomet. + \begin{equation}\label{fyrv2} OCl^{-} (aq) + H_{2}O (l) \rightleftharpoons HOCl (aq) + OH^{-} (aq) \end{equation} HClO er en svak syre med en protolysekonstant K = 3.2 $^{\cdot}$ -10$^{-8}$. Den eksisterer bare i vandig løsning, -og selv i løsning spaltes den langsomt til oksygen og saltsyre.\\ -Underklorsyrling eret meget kraftig oksidasjonsmiddel. Dette framgår +10$^{-8}$. Den eksisterer bare i vandig løsning, og selv i løsning +spaltes den langsomt til oksygen og saltsyre. + +Underklorsyrling er et meget kraftig oksidasjonsmiddel. Dette framgår også av følgende reduksjonspotensial: + \begin{equation}\label{underklorsyrling} 2HOCl + 2H^{+} + 2e^{-} = Cl_{2} (g) + H_{2}O \hspace{14mm} E^{0} = +1.63 V \end{equation} -\noindent Acetylengass er produsert av reaksjonen mellom -kalsiumkarbid og vann. Kalsiumkarbid kan anses å være saltet til den -svake syra acetylen (H$_{2}$C$_{2}$). Dette ionet (C$_{2}$$^{2-}$) -reagerer med vann i hydrolysereaksjonen, og danner produktet -H$_{2}$C$_{2}$ (g). Acetylen inneholder to trippelbundne C-atomer, -som hver for seg er bundet til et hydrogenatom i en lineær struktur. + +Acetylengass er produsert av reaksjonen mellom kalsiumkarbid og +vann. Kalsiumkarbid kan anses å være saltet til den svake syra +acetylen (H$_{2}$C$_{2}$). Dette ionet (C$_{2}$$^{2-}$) reagerer med +vann i hydrolysereaksjonen, og danner produktet H$_{2}$C$_{2}$ +(g). Acetylen inneholder to trippelbundne C-atomer, som hver for seg +er bundet til et hydrogenatom i en lineær struktur. \begin{figure}[h] \centering \includegraphics[width=0.4\textwidth]{images/fyrverkeriivann/acetylen} \end{figure} -\noindent En kunne forvente seg at klor angriper trippelbindingen og -fester seg, og på den måten danne dikloreten og tetrakloretan. I -stedet binder klor til seg et hydrogen fra acetylen og danner HCl -(g) og C (s). \\ Det er karbonet som soter til toppen av -målesylinderen. +En kunne forvente seg at klor angriper trippelbindingen og fester seg, +og på den måten danne dikloreten og tetrakloretan. I stedet binder +klor til seg et hydrogen fra acetylen og danner HCl (g) og C (s). + +Det er karbonet som soter til toppen av målesylinderen. \subsubsection{Forsiktig} -Endel av produktene i denne demostrasjonen involverer helsefarlige -gasser og bør kun utføres i et avtrekkskap. \\ -Klorgass irriterer øyne, slimhinner og kan hvis en puster inn for -store mengder føre til alvorlige lungeplager. \\ -Klor er også et kraftig oksidasjonsmiddel og brennbare stoffer vil -kunne brenne i en atomosfære av Cl$_{2}$.\\ -Klorgass danner eksplosive blandinger med brennbare damper som -f.eks. acetylen gass. \\ -Natriumhypokloritt vil irritere både øyne og hud ved kontakt. NaClO -i kontakt med syrer vil danne klorgass. -\index{Klorgass}\index{Cl$_{2}$}\index{Natriumhypokloritt}\index{Klorin} -\index{NaClO}\index{Acetylen} + +\begin{itemize} + \item Endel av produktene i denne demostrasjonen involverer helsefarlige + gasser og bør kun utføres i et avtrekkskap. + \item Klorgass irriterer øyne, slimhinner og kan hvis en puster inn for + store mengder føre til alvorlige lungeplager. + \item Klor er også et kraftig oksidasjonsmiddel og brennbare stoffer vil + kunne brenne i en atomosfære av Cl$_{2}$. + \item Klorgass danner eksplosive blandinger med brennbare damper som + f.eks. acetylen gass. + \item Natriumhypokloritt vil irritere både øyne og hud ved kontakt. NaClO + i kontakt med syrer vil danne klorgass. +\end{itemize} +\index{Klorgass} +\index{Cl$_{2}$} +\index{Natriumhypokloritt} +\index{Klorin} +\index{NaClO} +\index{Acetylen} \subsubsection{Utstyr og kjemikalier} \begin{table}[h]\begin{tabular}{lll} - Målesylinder 1000 ml&gummislange &glassrør \\ - kork med hull& 250 ml erlenmeyerkolbe & vann \\ -Natriumhypokloritt, NaClO& Kalsiumkarbid, CaC$_{2}$ & gummislange \\ -& & \\ + Målesylinder 1000 ml & Gummislange & Glassrør \\ + Kork med hull & Erlenmeyerkolbe 250 ml & Vann \\ + Natriumhypokloritt, NaClO & Kalsiumkarbid, CaC$_{2} $ & \\ \end{tabular} \caption{Kjemikalier til forsøket - Fyrverkeri under vann} \end{table} - - \subsubsection{Referanser} \begin{description} \item[\lbrack1\rbrack]J.~W. Mellor. @@ -168,5 +176,3 @@ Natriumhypokloritt, NaClO& Kalsiumkarbid, CaC$_{2}$ & gummislange \\ \item[\lbrack4\rbrack]R.~E. Dunbar. \newblock {\em Journal of Chemical Educ.}, 25:A299, 1958. \end{description} - -