Brandend geld

Datum: Januari-Februari 2009

Principe:

Papier laten branden zonder dat het verkoolt.

Materiaal:

  • Filtreerpapier
  • Spiritus (evt ontkleurd)
  • Water
  • Keukenzout
  • Aansteker
  • Bekerglas
  • IR thermometer
  • Spiritusbrander
  • Maatcylinder
  • Pincet of tang
  • 5 € biljet
   

Uitvoering:

  • Steek de spiritusbrander aan en gebruik de IR thermometer om de temperatuur van de vlam te meten.
  • Neem ca. 50 ml water en voeg daaraan wat zout toe.
  • Meng deze vervolgens met spiritus.
  • Begin met het maken van een 1 op 1 oplossing.
  • Dompel het filtreerpapier in het mengsel van spiritus en water.
  • Houdt het vast met een pincet boven een ondergrond die niet kan branden en steek het aan met de aansteker.
  • Gebruik de IR thermometer om de temperatuur van de vlam te meten.
  • Observeer het papier nadat vlam is uitgegaan.
  • Experimenteer met deze verhoudingen door meer spiritus toe te voegen om een vlam te die even blijft branden.
  • Indien je voldoende vertrouwen hebt opgebouwd zou je het vervolgens met een bankbiljet kunnen proberen.

Resultaten:

 De hoogste vlamtemperatuur die gemeten is voor de spiritusbrander is 152 °C.

De hoogst gemeten vlamtemperatuur is 169 °C.

Op nevenstaande foto kan men mooi zien dat er geen brandsporen te zien zijn op het papier.

Vervolgens kun je het ook met een 5 € biljet proberen zoals op onderstaande foto's te zien is.

Discussie en conclusie:

In tegenstelling tot wat we zouden verwachten als we een vlam bij papier houden zien we wel dat het papier in brand lijkt te staan maar het papier zelf verbrandt niet. Als de vlam gedoofd is licht het er ongeschonden bij.

De verklaring hiervoor is dat alleen het alcohol deel van het water/alcohol mengsel dat door het papier is geabsorbeerd brandt. Het water dat in het papier achterblijft als het alcohol deel verbrandt zorgt ervoor dat het papier niet verbrand. Door de warme alcohol vlam zal er weliswaar iets verdampen maar daardoor behoudt het papier juist een lage temperatuur (tijdens een faseverandering van vloeistof naar gas blijft de temperatuur constant) en kan het niet ontbranden. Het papier kan pas ontbranden als alle water verdampt is.

De verbrandingsreactie van de alcohol loopt als volgt:

C2H5OH + 4 O2 -> 2 CO2 + 3 H2O + energie

De energie die vrijkomt nemen we waar in de vorm van licht en warmte.

Het zout voegen we alleen maar toe om de vlam wat meer kleur te geven. Indien er natrium ionen in de oplossing zitten kleurt de vlam geel.

Een waarschuwing is wel op zijn plaats in dit experiment. Het bankbiljet is niet van filtreerpapier gemaakt en neemt ook het water iets minder goed op. Om een redelijk geslaagde foto te verkrijgen heb ik het experiment met het bankbiljet verschillende malen uitgevoerd. De laatst keer ging het niet helemaal goed met als gevolg een lichtelijk verschroeid bankbiljet.

Opmerkingen:

  • Deze IR thermometers kan men bij Conrad kopen.
  • Men kan ook andere zouten aan de vlam toevoegen en zo andere vlamkleuren produceren.
    Zie: Vlamproeven.
  • In experimenten die men op het web vindt wordt vaak isopropanol (IPA) gebruikt i.p.v. spiritus. IPA kan men bij de Etos kopen.
  • Men speelt met vuur in dit experiment. Oppassen dus.
  • Het kookpunt van ethanol (en spiritus is een methanol/ethanol mengsel) ligt bij 78 °C. Het vlampunt ligt bij 17 °C.

Literatuur:

Relevante websites:

18-01-2017