Kleine experimenten die ik uitgevoerd heb.
Soms kom je op je werk zaken tegen die mooie foto’s opleveren. In onderstaande foto zie je katalysator deeltjes (gecrushed) waarop heel fijn roet is afgezet. Het was eigenlijk de bedoeling dat dit materiaal roetdeeltjes zou afvangen. Deze deeltjes zijn echte zo fijn dat ze door het bed zullen heen bewegen. Op de foto kun je zien dat er slechts een heel dun laagje op de katalysator deeltjes zit.
Ik kan me niet meer zo goed herinneren waar ik de weerstandskubus tegenkwam, ik denk tijdens een Google search, maar wat ik wel zeker weet is dat ik een notitie gemaakt heb zodat ik dit experiment uit kon voeren.
Soldeer een kubus van weerstanden in elkaar (hier 470 Ohm). Verbind een multimeter met twee hoekpunten en voer een weerstandsmeting uit. Bereken ook de vervangingsweerstandswaarde en controleer of deze overeenkomt met de gemeten waarde. Om de vervangingsweerstand uit te kunnen rekenen maakt men gebruik van het gegeven dat de kubus symmetrisch is. De benadering die men kan gebruiken is weergegeven in onderstaand schema.
We meten een waarde van 391 Ohm en berekenen een waarde van 392 Ohm, hetgeen een zeer goed overeenkomst is. Het verschil van 1 Ohm oftewel 0,24% relatief valt binnen de foutenmarge die voor dit type koolweerstanden wordt opgegeven (1%).
Een van die zaken die ik al wat langer meer gestructureerd wilde opzetten was het bekijken van kristallen van chemicaliën onder gepolariseerd licht. In dit geval heb ik citroenzuur (ontkalker) opgelost in ontkleurde spiritus (fijn gemaalde norit tabletten eraan toevoegen, goed schudden, affiltreren). Een druppel van de oplossing heb ik op een objectglaasje gelegd. De spiritus heb ik laten verdampen door het objectglaasje op een USB warmhoudplaatje te leggen, zolang tot ik kristalvorming kon waarnemen. Vervolgens heb ik het preparaat bekeken onder mijn Euromex ML2000 microscoop alwaar polarisatiefilters zijn ingebouwd
Via amazon.de heb ik een Bresser Handmicroom gekocht. De bedoeling was om zelf preparaten te gaan maken maar op de een of andere manier komt het daar maar zelden van.
Ik ben echter lid van het het Nederlands Genootschap voor de Microscopie (NGVM) dat regelmatig werkavonden organiseert. Recentelijk was er een werkavond gericht op het snijden van planten coupes met de microtoom. Ik heb de avond benut om eindelijk eens gebruik te maken van die microtoom.
Op de avond zelf hebben we preparaten van stengels gemaakt waarbij ik aan de slag ben gegaan met een stengel van de boterbloem.
Voor men preparaten gaat maken fixeert men het weefsel. Door te fixeren conserveert men het monster. Door het monster in een fixeervloeistof te dompelen maakt men dwarsverbindingen tussen alle macromoleculen, verdrijft men het water, deactiveert men de weefsel-afbrekende enzymen en maakt men de membranen permeabel voor kleurstofmoleculen. De fixeervloeistof die gebruikt werd voor het fixeren van plantenweefsels wordt FAA genoemd (Formaline- Azijnzuur – Alcohol). Men bereidt deze door 50 ml ethanol, 5 ml ijsazijn, 10 ml formaldehyde (37%) en 35 ml water te mengen.
Men stopt een monster niet zo maar in een handmicrotoom, men klemt het vast in een ander materiaal bv paraffine of een zachte houdsoort (vlierpit). Tegenwoordig heeft men echter ook de beschikking over andere materialen nl een materiaal dat gebruikt wordt als isolatiemateriaal, Styrodur van BASF . Dat werkt perfect. Men snijdt een cylinder uit het materiaal groot genoeg om in de microtoom te klemmen. Het probleem is echter om aan dit materiaal te komen, bij een gewone bouwmarkt zoals Gamma of Karwei kan men het niet vinden. Bij meer gespecialiseerde bouwmarketen schijnbaar wel maar om enkele vierkante meters te moeten kopen terwijl men eigenlijk maar een klein stuk nodig heeft is ook een beetje lastig. Uiteindelijk heb ik echter m.b.v. Google een bedrijfje gevonden (Scenery Workshop)dat kleinere stukken opstuurt tegen een schappelijke prijs. Een ander probleem dat men moet oplossen is het snijden van mooie cylinders uit blokken materiaal. Ik kreeg een zeer mooi resultaat met een appelboor maar jammer genoegd is de cylinder diameter daarvan te groot. Ik had nog een oude kurkboor met een redelijke diameter liggen en die gaf ook een mooi resultaat. Op de werkavond zelf adviseerde iemand om een ouder uitschuifbare antenne uit elkaar te halen, dan krijgt men mooie metalen cylinders met daaraan ook een scherpe rand en ik kan bevestigen dat dit inderdaad goed werkt.
Op de werkavond zelf had ik dat probleem echter niet. Ik kon een stuk van iemand anders gebruiken. Met de stengel in het Styrodur geklemd ging ik aan de slag. Men legt de glazen schijf op het vlak, draait de microtoom een slag omhoog, bevochtig het materiaal en het snijvlak van het mes met alcohol (ik gebruikte ontkleurde spiritus) , en maakt vervolgens een mooie snijbeweging door het materiaal (niet zagen maar snijden). Het vlak dat men afsnijdt legt men in een bakje met water waardoor het isolatiemateriaal zich gaat scheiden van de coupe. M.b.v. een penseel kan men dan de coupe oppakken en deze op een object glaasje leggen. Ik heb mijn preparaat vervolgens gekleurd met methyleenblauw, er een dekglaasje opgelegd en microscopische bekeken. Dit proces moet men enkele malen herhalen totdat men de beste (dunste) coupe gevonden heeft. Het uiteindelijke resultaat kan men zien in onderstaande foto. Niet perfect maar zeker niet slecht. De celstructuur is goed te herkennen en de coupe is inderdaad redelijk dun met een mooi snijvlak gesneden.
Kristallisatie onder de microscoop bekijken blijft een boeiende hooby . Een van deze boeken “Half-hours with the microscope; being a popular guide to the use of the microscope as a means of amusement and instruction” van Edwin Lankester (uit 1863) beschrijft kristallisatie experimenten waarin men gebruik maakt van verschillende media. Men maakt eerst een warme oververzadigde oplossing van kopersulfaat in water en voegt een beetje toe aan het warme medium toe dat op een objectglaasje ligt. De media die in het boek genoemd worden zijn glycerine, gelatine en Arabische gom. In onderstaande foto kan men een van de betere resultaten zien waarin ik glycerine als medium heb gebruikt. Kleine kopersulfaat kristallen laten onder gepolariseerd licht mooie kleurpatronen zien. Ik heb hier nu ook een permanent preparaat van gemaakt door het dekglaasje aan de randen vast te zetten met blanke nagellak. In het preparaat blijft de glycerine vloeibaar, desalniettemin is het preparaat goed houdbaar (nu al enkele maanden oud).
Als je zulk een handzame Digitale Microscoop hebt (Celestron MODEL #44302-A) ga je als snel onderdelen onder vergroting bekijken die je eerst nooit echt goed bekijkt. Ik moest een halogeen lampje vervangen en kon zien dat de gloeidraad gebroken was. In de foto’s hierbeneden kun je zien dat aan een kant de gloeidraad nog bevestigd is terwijl deze aan de andere kant gebroken is.
Een van de kleurstoffen waar men interessante experimenten kan uitvoeren is fluoresceïne.
Fluoresceïne is een fluorofoor. Het absorbeert blauw licht en emitteert geel-groen licht. Door er met een UV lamp op te schijnen kan men een oplossing prachtig zien oplichten. Fluoresceïne wordt als kleurstof gebruikt in de celbiologie. In de analytische scheikunde kan het worden gebruikt als indicator. Ikzelf herinner me het als indicator gebruikt te hebben bij de titrimetrische bepaling van chloride door een neerslagtitratie met zilvernitraat. Oogartsen druppelen het in je oog om beschadigingen te kunnen zien..
Het leuke is dat men een alcoholische oplossing van dit materiaal relatief gemakkelijk kan verkrijgen. Men neme een gele markerpen en breekt daarvan de punt af. Men kan dan een geelkleurige stift zien zitten. Neem deze eruit en plaats deze in een flesje. Ikzelf heb vervolgens m.b.v. een pasteurpipet druppels alcohol (Bioalcohol is kleurloos) in de stift gedruppeld. Aan de onderkant komt er dan een oplossing met fluoresceïne uit. Als de stift kleurloos wordt is alle kleurstof eruit gehaald. Filtreer de oplossing af en men heeft dan een mooie heldere alcoholische fluoresceïne oplossing.
Een van de clubjes waar ik lid van ben is de Werkgroep zand (http://www.gea-geologie.nl/info-geologie/zand) van de Stichting Geologische Activiteiten. Daar kwam enige tijd geleden ter sprake dat sommige zanden van nature radioactief zijn en hoe dat te meten waarbij iemand een goedkope Russische geigerteller liet zien. Sinds die tijd ben ik op zoek naar een betaalbare Geigerteller. Je kunt ze vinden op E-Bay, ik vond een Russische website waar ze verkocht werden en zelfs bij Conrad kun je ze kopen. Ik vond ze echter te duur.
Recentelijk vond ik echter een verwijzing naar de Pocket Geiger en die leek precies te zijn wat ik zocht. Een compact apparaatje dat je op je mobiele telefoon kunt aansluiten. Er zijn versies voor zowel Android als iOS, waarbij de IPhone versie het verst ontwikkeld is. De stralingsmeter kost maar 50 GBP (inclusief transportkosten) en ik heb er niet lang over hoeven na te denken alvorens de Android versie te bestellen.
Je gebruikt de Pocket Geiger door hem te verbinden met de Audio uitgang van de smart Phone en de betreffende App op te starten. De sensors in het hardware gedeelte zij photodiode sensors die nabije straling detecteren en de resultaten aan de App rapporteren.
De achtergrond achter deze stralingsmeter is boeiend. Radiation-watch.org is een open en non-profit project opgezet om goedkope en slimme stralingsdetectors te ontwikkelen die door iedere te beruiken zijn maar vooral in de buurt van Fukushima in Japan. Van oorsprong is het een Kickstarter project.
Ik heb het apparaat nu al enige tijd in huis maar heb er aardig wat moeite in moeten steken om het goed te kunnen testen. Het probleem is nl dat het lastig is om aan een radioactieve bron te komen. Dat probleem heb ik opgelost door een oude rookmelder te slopen. Deze bevatte een minieme (1/5000 g) hoeveelheid Americium 241 (Am 241, halfwaardetijd 432 jaar) dat alpha en gammastraling uitzend.
Vervolgens heb ik dus wat metingen uitgevoerd en de resultaten bevestigen dat de stralingsdetector inderdaad werkt. Ik heb steeds een 15 minuten durende meting uitgevoerd met de volgende resultaten:
Euparal is een semi-synthetisch insluit medium dat gebruik wordt in de microscopie als men permanente preparaten wil maken. Het is lichtgeel van kleur, vloeit goed en is na een paar dagen uitgehard. Het is dan zeer hard maar niet bros onder behoud van elasticiteit. Euparal bindt zich ook sterk met het glas. Het heeft een brekingsindex van 1.5174.
Vergeleken met andere insluit media heeft Euparal een groot voordeel: objecten kunnen direct overgebracht worden van alcohol naar Euparal. Bij andere insluit media zoals Canada Balsam moet het object eerst overgebracht worden naar xylene (toxisch) voor insluiting kan plaatsvinden.
Een paar andere voordelen zijn:
Nadelen zijn:
Samenstelling:
Literatuur:
Recentelijk was ik met een experimentje bezig waarbij ik naar de stolling van kokosolie keek ik probeerde vast te stellen of ik de temperatuur waar deze faseverandering plaatvind ook optisch m.b.v. een fotocel kan waarnemen.
Als onderdeel van dit experiment heb ik ook de stolling microscopisch bekeken zoals op onderstaande foto te zien is. Onder de polarisatie microscoop kan men de groei en agglomeratie van kleine naalden zien.
Deze foto’s had ik op mijn Google drive geplaatst en Google+ heeft een drietal foto’s samengevoegd tot een animatie.
