Categorie: Experiment

Kleine experimenten die ik uitgevoerd heb.

Groei van Magnesiumsulfaat kristallen in glycerine

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).

Defecte lampjes

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.

Fluoresceine extractie

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.

Radiation Watch Pocket Geiger

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:

  • Binnenshuis : 1.35 cpm; 0.08 +/- 0.02  uSv/h
  • Buitenshuis : 1.65 cpm; 0.09 +/- 0.02 uSv/h
  • Am241 : 15.00 cpm; 0.84 +/- 0.06 uSv/h
  • Batterij uit : 0.00 cpm; 0.00 +/- 0.00 uSv/h

Euparal Mounting Medium

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:

  • Het bevat geen xyleen (oplosmiddel)
  • Het verhard relatief snel
  • Het stinkt niet zo erg

Nadelen zijn:

  • Zuur gevoelige keluerstoffen houden zich niet zo goed na insluiting in Euparal
  • Het krimpt na, waardoor zich soms luchtbellen vormen.
  • Ontvlambaar en irriterend

Samenstelling:

  • Sandarac: Hars die verhard in lucht. Oorspronkelijk gebruikt als vernis voor meubelen.
  • Paraldehyde:  Conserveringsmiddel en oplosmiddel.
  • Eucalyptol: Het oplosmiddel. Eucalyptol wordt gebruikt als insecticide.
  • Phenylsalicylaat (Salol): Antiseptisch.
  • Kamfer: Antimicrobiologisch. Werd ook gebruikt voor het  balsemen.
  • Camsal: Een mengesel (1:1) van kamfer en Phenylsalicylaat (salol).

Literatuur:

Stollende kokosolie

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.

Sonoluminescentie

In deze blogbijdrage wijk ik een beetje van mijn straniem af als ik websites met experimenten bespreek. Er is eigenlijk maar een experiment op de website www.techmind.org dat de me interesseert en dat is een getailleerde beschrijving  hoe men zelf een sonoluminescentie opstelling kan bouwen. Sonoluminescentie is het verschijnsel dat in een vloeistof die blootgesteld wordt aan ultrageluid lichtflitsen kunnen optreden. Het mechanisme is nog steeds niet exact bekend. Een gedetailleerde discussie over sonoluminescentie kan men vinden in een Scientific American artikel van Seth J. Putteman `Sonoluminescence: Sound into Light` ( February 1995).

In datzelfde nummer kan men in de rubriek `The Amateur Scientist`een artikel vinden geschreven door Robert A. Hiller en Bradley P. Barber  getiteld `Producing Light from a Bubble of Air` ( p. 78-80) waarin de bouw van een sonoluminescentie opstelling beschreven wordt die als basis diende voor de beschrijving op deze website.

Vernier Power Amplifier Function Generator

Om wetenschappelijke experimenten ook thuis te kunnen uitvoeren ben ik altijd op zoek naar handige (en gratis) programma’s. Recentelijk vond ik de ‘Vernier Power Amplifier Function Generator’ , een programma dat de geluidskaart van de computer verandert in een functie generator. Er zijn meer van dergelijke tools te vinden op het web. Voorbeelden hiervan zijn ‘ Sweepgen’ , ook een functiegenerator,  en ‘ Soundcard Oscilloscope’, een programma dat het mogelijk maakt je geluidskaart als een oscilloscoop te gebruiken.

De Vernier Power Amplifier kan zowel een gelijkspannings signaal (DC) als verschillende soorten wisselspanning (sinus, blok, zaagtand) genereren. Zoals het hoort voor een functiegenerator kan men ook de frequentie instellen, een offset definiëren en de output frequentie met een factor twee omhoog of omlaag bijstellen (een octaaf).

Al met al een handig programma als men wel eens elektronica experimenten uitvoert.

Nederlandstalige Scheikundige Experimenteerboeken

Er zijn eigenlijk drie Nederlandstalige boeken waarvan ik denk dat iedereen die nog wel eens thuis scheikundige experimenten wil uitvoeren ze in zijn bezit moet proberen te krijgen.

Het meest uitgebreide boek is – Scheikunde Thuis – van H.L. Heys.  Het is voornamelijk tekstueel en bevat niet veel illustraties. Het boek behandeld bijna alles wat men zou willen weten bv hoe thuis een laboratorium in te richten, glasbewerking, proeven met anorganische en organische stoffen, Het maken van kristallen, het maken en opvangen van gassen, scheikundig goochelen, elektriciteit en scheikunde, proeven met kunststoffen en voorwerpen uit plastic maken

Titel: Scheikunde Thuis
Chemische proeven voor de jeugd
Auteur: H.L. Heys
Jaar: 19?? (4de druk)
Uitgever: Thieme
ISBN: 9003915407

Een tweede ontzettend mooi getekend en uitgebreid boek dat vele experimenten bevat is – Het gouden boek van Scheikunde proeven –

Door een beschrijving van meer dan 200 proeven, verlucht met aanvullende tekeningen, wordt duidelijk op welke waarheden en wetten de moderne scheikunde is gegrondvest en hoe scheikundigen van vroeger hun ontdekkingen deden.

Onderwerpen die aan de orde komen zijn je eigen laboratorium thuis, water en gassen, zuren, basen en zouten, metalloïden, metalen, organische scheikunde, etc.

Het boek is in 1980 nogmaals door dezelfde uitgever uitgebracht onder een ander titel – Eenvoudige Scheikunde Proeven – en met een andere omslag (ISBN 902430010). De inhoud is echter exact hetzelfde.

De oorspronkelijke, Engelstalige versie, kan men soms op het internet downloaden als pdf file (The Golden Book of Chemistry Experiments – R. Brent).

Titel: Het gouden boek van Scheikunde proeven
Hoe je thuis een laboratorium inricht
Meer dan 200 eenvoudige proeven
Auteur: R. Brent
Jaar: 1961
Uitgever: Zuid-Nederlandse Uitgeverij
ISBN: –

De klassieker op dit gebied is echter het boek van J C Alders – Jongens en Scheikunde -. Ook dit boek bevat een groot aantal proeven toegelicht door vele schetsen en tekeningen. Het boek is ingedeeld in een deel, Anorganische Scheikunde en een deel organische scheikunde. Onderwerpen die aan bod komen in het anorganische deel zijn verbranding, ontleding, diffusie, osmose en colloïden, koolzuur, zoutzuur, keukenzout. Soda,  elektrolyse,  reactiesnelheid, zuren, carbonaten. acetaten, basen, zwavelwaterstof, katalysatoren, onderzoek van anorganische stoffen, metalen, koolstof en fotografie.  In  het organische deel komen verzadigde koolwaterstoffen, alcohol, aether, onverzadigde verbindingen. , aromaten, organische zuren, de inktfabricage, verfstoffen, vetten, wasproducten. harsen. kunstharsfabricage, zetmeel, kleefstoffen en stroop, suikers, enzymen, melk, eieren, vlees, hout, cellulose, kunstzijde, kunstwol, beenderen, lijm, gelatine, urineonderzoek, schoonheidsmiddelen, onderzoek van organische stoffen, lijmfabricage, biochemie, proeven met planten, vitamines en microchemie aan bod.

Titel: Jongens en Scheikunde
200 eenvoudige proeven
Beschrijving van chemische industrieën
Auteur:  J.C. Alders
Jaar: 1941 (3de druk)
Uitgever: Thieme j
ISBN: –

Have Sensors, will Measure

Al weer enige tijd geleden nam ik op zaterdag deel aan een cursus. Dat was weer een van die zeldzame momenten dat ik weer een broodtrommel en een thermo-mok gevuld met warme koffie meenam. Het probleem was dat tegen de tijd dat ik de koffie opdronk deze al aardig lauw was. Ik ben dus op zoek gegaan naar een betere thermo mok en dacht er een bij Perry Sport gevonden te hebben. De 300 ml Lifeventure thermische mok claimt dat dat warme dranken 4 uur heet gehouden kunnen worden en koude dranken 12 uur koud. De mok is van roestvrijstaal gemaakt me dubbele stalen, geïsoleerde wanden waartussen een vacuüm getrokken is. Een echte hoogwaardige thermos fles. De mok bevat ook een expansie kamer met daarin ingebouwd een overdruksventiel. Als men een hete drank laat afkoelen in een afgesloten ruimte krimpt de vloeistof en ontstaat er een onderdruk die ervoor zorgt men zulk een beker dan moeilijker kan openen. Dit ventiel zorgt ervoor dat men de mok kan beluchten en zo dus weer makkelijker openen. De mok zou ook waterdicht zijn.

Dat klonk allemaal heel erg mooi maar ik vroeg me af of dat allemaal wel waar was.  Ook bedacht ik me dat ik vrij gemakkelijk kon bepalen welke van de verschillende thermo-mokken die ik in mijn bezit (op verschillende conferenties aangereikt gekregen) heb de beste is. De geldt: Meten is weten!

Ik heb dus mijn Vernier Go!Link met temperatuursensor gepakt en aangesloten op de computer. De procedure die ik gevolgd heb is eenvoudig. Een mok werd enkele minuten voorverwarmd met kokend water. De mok werd geleegd en weer gevuld met kokend water. De temperatuursensor werd in de mak geplaatst, hetzij door deze door een gat in de deksel te steken (keramiek, RVS), hetzij door de deksel er los op te leggen (Lifeventure, Plastic). Vervolgens werd gedurende 3 uur het temperatuurverloop gemeten (2 metingen/minuut).

Het resultaat is weergegeven in onderstaande grafiek.

Het resultaat is overtuigend, zelfs met de deksel er los op geplaatst weet de Lifeventure de warmte beter vast te houden. Die andere bekers isoleren dus allemaal best wel slecht en zal ik dus afvoeren.

De Lifeventure thermische mok was dus duidelijk  geen miskoop.