Kunstmatige nevel

Datum: mei 2003

Principe:

Door twee gassen met elkaar te laten reageren vormen we een nevel van salmiak.

Materiaal:

  • Salmiak (NH4Cl)
  • Natriumwaterstofsulfaat (NaHSO4.H2O)
  • Keukenzout (NaCl)
  • Calciumhydroxide (Ca(OH)2)
  • reageerbuis
  • spatel
  • spiritusbrander
  • haakse glasbuis
  • rubberen stop (doorboord)
  • erlenmeyer

Uitvoering:

DOE DIT EXPERIMENT ALLEEN IN  EEN
ZEER GOED GEVENTILEERDE RUIMTE

  • Doe 5 spatelpunten nariumwaterstofsulfaat en 5 spatelpunten zout in droge reageerbuis.

  • Meng goed

  • Bouw de opstelling op zoals hiernaast op de foto te zien is.

  • Doe 3 spatelpunten salmiak en 3 spatelpunten calciumhydroxide in de erlenmeyer en meng goed.

  • Plaats de erlenmeyer onder de haakse buis 

  • Verwarm de reageerbuis  m.b.v. de spiritus brander.

  • Let erop om de gevormde gassen niet in te ademen.

  • Stop met verwarmen indien zich geen gas meer ontwikkelt.

Resultaten:

De foto's zijn genomen op verschillende tijdstippen in het experiment.

Discussie en conclusie:

Bij dit experiment hebben twee gassen met elkaar gereageerd nl. HCl (zoutzuur) en NH3 (ammonia)onder vorming van ammoniumchloride oftewel salmiak (NH4Cl) hetgeen de witte nevel vormde.
Het zoutzuur hebben we gemaakt door de bereidingsreactie:

NaCl + NaHSO4 --DT--> Na2SO4 + HCl (g)

Natriumchloride met natriumwaterstofsulfaat geven bij verwarming natriumsulfaat en zoutzuurgas

Het ammonia hebben we gemaakt door de bereidingsreactie:

2 NH4Cl + Ca(OH)2) --> CaCl2 + 2NH3 (g) + 2H2O

Ammoniumchloride en calciumhydroxide vormen calciumchloride, water en ammonia.

Het zoutzuurgas en het ammonia reageren nu met elkaar onder de vorming van salmiak hetgeen de witte nevel vormt: 

HCl (g) + NH3 (g) --> NH4Cl (s)

De hierboven beschreven reactie is een gewone zuur-base reactie waarbij een zuur en een base met elkaar reageren onder vorming van een zout

Opmerkingen:

  • Natriumwaterstofsulfaat wordt in feite gebruikt als vervanging voor zwavelzuur. Alleen is dit een veiliger manier van werken.

  • Een ander zeer bekend wiite nevel experiment is het diffusieaantoningsexperiment waarbij men aan de uiteinden van een transparante buis aan de ene kant gec. ammonia en aan de andere kant gec. zoutzuur plaatst. De gassen diffunderen in de buis naar elkaar toe en als ze elkaar tegen komen wordt een witte nevel van salmiak gevormd.

  • Salmiak (E510) wordt vaak aan drop toegevoegd om het de zoute smaak te geven.

Literatuur:

  • Kurt Waselowsky; 'KOSMOS Chemie C3000 Experimentieranleitung'; Franck-Kosmos; 2002;  p. 94.
  • J.C. Alders; 'Jongens en Scheikunde'; Thieme; 3de druk; 1941; p. 90,91.
  • Dr.Ir. N.J.A. Taverne; 'Chemie voor iedereen'; L.J.Veen; 2de druk; p.63.
  • Dr. H. Rompp; 'Scheikundige proeven, die slagen'; Roskam; 1943; p.177.

Achtergrondinformatie:

ZOUTZUUR

HCl. Geconcentreerde oplossing van HCl-gas in water. s.m. 1.19; 37 gewichts%, 12 n. Kleurloze vloeistof, ruw zoutzuur in geel gekleurd door sporen door sporen FeCl3, vormt aan vochtige lucht nevens, met ammoniakdamp geeft het een witte nevel van NH4Cl. Zoutzuur is een sterk zuur waardoor de meeste metalen worden aangetast.

Bereiding:

  1. Door verwarming van keukenzout met gec. H2SO4 ontstaat HCl gas.
        2 NaCl + H2SO4 --> Na2SO4 + 2HCl (g)
  2. Zoutzuur wordt tegenwoordig veel gemaakt door chloorgas en waterstof, welke als nevenproucten vrijkomen bij de bereiding van NaOH, te laten reageren in een kwartsapparaat.

AMMONIA

Oplossing van ammoniak NH3 in water.
NH3 is een gas dat gemakkelijk vloeibaar verkregen kan worden. 
Kpt. -33.7 C. Bij -75 C witte doorschijnende kristallen.
In water bij 0 ?8C onder normale druk lossen in een liter 1148 l of 0.875 gew.dln. NH3 op.
De s.m. van een oplossing van NH3 in water wordt naarmate deze NH3 bevat kleiner.
Sterke ammonia bevat ca. 25% NH3 s.m. 0.91. De oplossing reageert basisch. Bij verhitten splitst zich het aanwezige NH4OH in NH3 + H2O. Door koken verdwijnt NH3 geheel uit het water. 
Ammonia geeft aan de lucht NH3 af, dat mety zoutzuur nevels geeft.

Bereiding:
a. Synthese van Haber:  N2 + 2H2 <=> 2NH3 
Druk van 200-300 atm. bij 500-600 C. Ijzerpoeder als katalysator.
b. Uit ammoniakwater van de gas- en cokesfabriek. Bij de droge destillatie van steenkool komt gas vrij, dat NH3 bevat, door het wassen van het gas met water verkrijgt men het ammoniakwater.
c. Door het verhitten van geconcentreerde ammonia.
d. Door ontleding van een ammoniumzout met een base: 2NH4Cl + Ca(OH)2 --> CaCl2 + 2 NH4OH

Toepassingen:
a. Bereiding van ammoniumzouten.
b. Vloeibare ammoniak in koelmachines. 
c. Bij de bereiding van salpeterzuur (ostwald), soda (Solavy) en kunstmeststoffen.
d. In het laboratorium.
e. In de huishouding.


16-01-2017