Categorie: Experiment

Kleine experimenten die ik uitgevoerd heb.

Tranen van wijn

Als men een gevuld wijnglas bekijkt kan men op de glasrand, vlak boven de meniscus de zogenaamde “Tranen van wijn zien.” In eerste instantie denkt men dan misschien dat men met een condensatie effect te maken heeft maar dat is niet het geval. De druppels ontstaan door verschillen in oppervlaktespanning die ontstaan als de alcohol verdampt uit de dunne wijnfilm die op de binnenkant van het glas zit.

Elk vloeistof heeft een oppervlaktespanning die de vorm van de meniscus bepaalt. Bij water is die sterker dan bij alcohol. Als men alcohol en water mengt wordt de oppervlaktespanning van het water verlaagd. Nu zal in de dunne film op de glaswand de alcohol sneller verdampen dan in het glas zelf hetgeen betekent dat de oppervlaktespanning in die filmlaag toeneemt. Dat trekt nu de alcoholhoudende wijn met een lager oppervlaktespanning aan die dus omhoog kruipt. Men kan ook zien dat er vlak boven de meniscus zich een dikkere rand gevormd heeft. Hier is de oppervlaktespanning dermate hoog dat zich druppels vormen, die uiteindelijk zo zwaar worden dat ze terugglijden in de wijn, Vervolgens ontstaat weer een nieuwe druppel omdat de wijn omhooggetrokken wordt. Dit effect wordt verbroken als er zoveel alcohol verdampt is dat de spanningsverschillen te klein worden om de kringloop in stand te houden (of omdat het glas leeggedronken is).

Hoe dichter de tranen naast elkaar liggen des te hoger is het alcoholgehalte.

Literatuur:

  • M. Gugliotti, T. Silverstein; “Tears of Wine”; Journal of Chemical Education; 81 1 2004; p. 67,68.
  • T. Silverstein; “Why Do Alcoholic Beverages Have “Legs””; Journal of Chemical Education; 75 2 1998; p. 723,724.
Tranen van wijn

Briggs-Rauscher Oscillating Reactie

Een experimenteerkit die ik al langer in mijn bezit heb maar waar ik op de een of andere manier niet aan toe kwam is de “The Fascinating Oscillating Reaction Kit. Zoals de naam aangeeft bevat de kit de chemicalien om een oscillerende reactie uit te voeren. Een heldere oplossing veranderd periodiek van kleur, van kleurloos naar amber naar blauwpaars en terug naar kleurloos. Deze reactie noemt men de Briggs-Rauscher Oscillating Reactie.

Groene Cent experiment

Een van de experimenten die in het Tiny Science boekje beschreven worden is het Green Penny experiment. Nu heb ik geen Amerikaans penny’s in mijn bezit maar wel nog wat Oud-Hollandse centen die ook geschikt zijn om het experimentje mee uit te voeren.

Neem een stukje tissue en plaats dit in het mini-petrischaaltje. Giet daar een beetje azijnzuur op en plaats vervolgens de cent in het mini-petrischaaltje. Laat het schaaltje met de deksel erop vervolgens een paar dagen staan en observeer.

Als men de cent bekijkt ziet men dat deze overwoekert is met groenige kristallen. Bekijkt men deze onder een USB microscoop dan zien de kristallen er meer blauwig uit. Wat men hier ziet is de vorming van koperacetaat kristallen volgens:

Cu (s) + CH3COOH (l) <=> Cu(CH3COO)2 (s) + H2 (g)

Het Vrijheidsbeeld in New York is bedekt met een koper laagje dat in de loop de jaren ook verkleurd is. Vele kerken in Nederland hebben ook een koperen spits die in de loop der tijd ook groen is uitgeslagen.

Groene cent
Koperacetaat kristallen op de cent

Tiny Science

Bij een bezoek aan Barnes & Nobles in New Orleans kwam ik de experimenteer kit “Tiny Science” tegen die ik onmiddellijk gekocht heb. Echt iets wat mij aanspreekt. Een miniatuurlaboratorium in een klein kistje, uitgerust met balans, gewichten (3 x 1 g), erlenmeyer, reageerbuizen, spatel, pipet, bekerglas, maatglas, vergrootglas, trechter, liniaal en handboekje. Dit alles natuurlijk in het miniatuur. Gemaakt voor kinderen en daarom zijn de onderdelen van plastic gemaakt hetgeen het gebruik beperkt. Het handboekje beschrijft 20 experimenten. Een van die experimenten is hierbeneden weergegeven.

Tiny Science

Neem een theezakje (zwarte thee) en maak wat thee in warm water. Neem het reageerbuisrekje met reageerbuisjes. Plaats m.b.v. de spatel 2 spatelpunten bakpoeder in de linkerbuis. Vul de rechterbuis voor ca. 1/3de met azijnzuur. De middelste buis is de blanco. Vul de reageerbuizen vervolgens met thee. Meng het bakpoeder en de thee m.b.v. een tandenstoker. Observeer.

Experiment 6

In thee zit een chemische stof thearubigine die samen met het zuur of de base een reactie gaan vormen. Thee kan dus gebruikt worden om zuren en base aan te tonen. In een zuur milieu wordt thee geel en in een basisch milieu wordt thee donkerbruin.

Super Slow Motion op de Samsung Galaxy Note 9

Recentelijk heb ik de knoop doorgehakt en me een nieuwe Smartphone aangeschaft waarbij ik wederom voor een Samsung Galaxy Note gekozen heb nl de Samsung Galaxy Note 9 (SM-N960F, 512 GB opslag, 8 GB RAM geheugen) . Een hele sprong voorwaards vergeleken met mijn Samsung Galaxy Note 4. Ik heb uiteindelijk voor de Note 9 i.p..v de Note 10 gekozen omdat deze nog een headphone jack heeft , een kleine bezel maar geen notch of gaatje, de goede batterijduur, de dual SIM mogelijkheid maar vooral omdat ik geen 1000 € wil betalen voor een mobiele telefoon. De Note 9 kan men momenteel voor een aanzienlijk lagere prijs kopen en vooral deze high end versie laat niet veel steken vallen t.o.v. van het Note 10 instapmodel. Ik ben een fan van de Note series vanwege het pennetje en de high end specs die het mogelijk maken om meerdere jaren met zulk een mobiele telefoon kan rond te lopen zonder echt het gevoel te hebben dat men iets mist.

Een van de leukere opties die de Note 9 biedt is het maken van videopnames met Super Slow Motion (960 FPS). Dat maakt het mogelijk om een opname te maken van een vallende druppel water.

Koudmakend mengsel

Wanneer men zout toevoegt aan smeltend ijs, dan zal er, doordat er wat zout oplost in het aanwezige water, een systeem ontstaan dat niet in evenwicht is. Om nu de evenwichtstoestand te kunnen bereiken, zal er tegelijkertijd ijs smelten en zout oplossen, processen waarvoor warmte nodig is. Die warmte wordt aan het mengsel onttrokken, dat daardoor afkoelt. De opname van warmte gaat door totdat of het zout is opgelost of het ijs gesmolten is. Als beide stoffen in grote hoeveelheden aanwezig zijn, dan daalt de temperatuur tot het eutectisch punt. Het systeem blijft dan op deze temperatuur totdat aan een van de eerder vermelde voorwaarden is voldaan. Daarna stijgt de temperatuur van het mengsel weer. Hetzelfde effect kan ook optreden bij andere mengsels die een eutectisch punt hebben. Bij een mengsel van keukenzout en ijs kan een temperatuur van -21 °C worden bereikt; voor een mengsel van calciumchloride en ijs kan een temperatuur van  -55 °C bereikt worden..

In onderstaande experimentje heb ik keukenzout aan een water-ijsmengsel toegevoegd en gedurende 20 minuten het temperatuurverloop gevolgd (Vernier Go!Link met temperatuursensor). Zoals men kan zien bereiken we een minimum van -13 °C.
(NB ik wilde even goed koud water maken voor een herkristallisatie)

Temperatuurverloop
Meetopstelling

Gravity Well

The is ondertussen al meer dan een jaar geleden dat ik in het Technisch Museum Wenen onderstaande demonstratie opstelling van een  “Gravity Well” oftewel een zwaartekrachtveld  zag. Een driedimensionale representatie van een vierdimensionale werkelijkheid. Het demonstreert op een mooie manier de baan die een object beschrijft (komeet, planeet, zon) als het in een zwaartekrachtveld komt, geen stabiele baan kan vinden en er uiteindelijk door verzwolgen wordt.

Lichtverloop gedurende een bewolkte regenachtige dag

Een eenvoudige manier om het lichtverloop gedurende een dag te volgen is door een zonnecel aan een voltmeter te koppen. Dat kan handmatig maar ook geautomatiseerd plaatvinden. Ik heb een zonnecel batterijoplader uit elkaar gehaald en vervolgens de zonnecel aan mijn Vernier LabQuest II gekoppeld via een spannings sensor. Na de zonnecel gepositioneerd te hebben is de meting gestart (4 metingen per minuut, datum: 10 maart 2019, gestart: ca. 11:00 u). Het resultaat kan men zien in onderstaande grafiek. Hoe hoger de spanning des te meer zon op het zonnepaneel valt. Bewolking en regen kan men ook zien als een daling van de gemeten spanning. Tegen de avond wordt er bijna geen spanning meer gegenereerd.