Nog een extreem gas in sterk oxiderende omgeving, alleen maar "standaard stoffen" nodig

Over chemie wat niet in een andere categorie past.
Post Reply
User avatar
woelen
Kobalt
Posts: 1300
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Nog een extreem gas in sterk oxiderende omgeving, alleen maar "standaard stoffen" nodig

Post by woelen » 09 Mar 2018, 22:39

Een ander zeer spectaculair experiment is het volgende. Je hebt er alleen maar gewone makkelijk te krijgen stoffen voor nodig:
- Neem een paar ml sterk chloorbleek (10-15%), natriumhypochloriet-oplossing, bijv. vloeibaar chloor voor zwembaden.
- Mix 1 ml geconcentreerd azijnzuur (bijv. 80% azijnessence of glaciaal azijnzuur) met 0,5 ml methanol.

Voeg de mix van azijnzuur en methanol toe aan de chloorbleek. Doe dit langzaam, bijv. in 4 porties. Je hoort een duidelijk bubbelen, je krijgt heldere grote bellen van een kleurloos gas, een beetje zoals je wel in koolzuurrijke spa rood ziet. Het gas heeft een typische geur, alsof je pist in een WC die net is gereinigd met chloorbleek, alleen iets meer zwembadachtig. Er komt wat warmte vrij bij de reactie, maar niet heel veel. De vloeistof wordt lauw. Adem niet te veel van het gas in, het is prikkelend, echter wel een heel stuk minder scherp dan chloorgas.

Als je een vlam bij dit gas houdt, dan ontploft het! Een volume van slechts 25 ml gas geeft echt een daverende knal!

Doe dit experiment NIET in een gewone reageerbuis. Ik durf niet te garanderen dat die reageerbuis heel blijft als je een vlam bij de opening houdt. Je wilt geen rondvliegende glassplinters! Zelf heb ik dit experiment gedaan in een speciaal dikwandig doorzichtig buisje van 25 ml, speciaal gemaakt voor dit soort experimenten.
Wat wel veilig kan is de chloorbleek in een wat scheef gehouden petrischaaltje schenken en daar voorzichtig de methanol/azijnzuur mix bij doen. Het gaat dan lekker bubbelen (een beetje als spa rood, alleen iets sneller). Als je even wacht zodat zich wat gas verzamelt en hier dan een vlam bij houdt krijg je een doffe knal en zolang het door bljft bubbelen krijg je een ketterend/krakend geluid. Zodra zo'n bubbel aan de oppervlakte komt en er nog vlam is, ontploft het. Op een gegeven moment stopt het knetteren en bubbelt het nog een tijdje door.

Nog een tip: NIET werken met grotere volumes, beperk je tot de volumes die ik hier beschrijf. Bedenk wel, dit spul is echt explosief en in hogere concentraties ingeademd zal het ook vast wel flink schadelijk zijn.

----------------------------------------------------------------------

Wat je hier maakt is een hypochloriet ester.

De azijnzuur zorgt er voor dat er HOCl ontstaat in de chloorbleek. Het moet een zwak zuur zijn, daardoor wordt niet alle hypochloriet ineens omgezet in onderchlorig zuur. Bij een sterk zuur wordt alle bleek direct ontleed en krijg je alleen een hoop chloorgas en verder niets. Daar worden je longen niet blij van.

De azijnzuur reageert als volgt: CH3COOH + OCl(-) <---> CH3COO(-) + HOCl

De HOCl reageert met methanol als volgt: HOCl + CH3OH ---> CH3OCl + H2O

Deze reactie loopt af, omdat de CH3OCl slecht oplost in water en ontwijkt als gasbubbels.

CH3OCl ontleedt langzaam (uren? dagen?), maar als je er een vlam bij houdt, dan ontploft het. Ik weet niet wat de ontledingsproducten zijn.

Als je i.p.v. methanol gebruik maakt van ethanol of isopropylalcohol, dan krijg je een vluchtige gele vloeistof die drijft op de waterige laag. Deze gele vloeistof geeft bij aansteken een vuurbol en verbrandt met een WHOOSH geluid, zeer snel, alsof je schietkatoen aansteekt. Best spectaculair, maar niet zo heftig als met methanol. Als je alcoholen neemt met nog langere ketens (butanolen en nog langer), dan krijg je een minder reactieve ester. De reactie verloopt moeizamer als de gekozen alcohol niet meer vrij mengt met de waterige oplossing. Het reactieve hypochlorietdeel wordt met langer wordende alkylketen natuurlijk steeds minder relevant.

Al met al best een interessant experiment. Ik wist tot voor kort niet van het bestaan van hypochloriet esters. Het verbaast mij nog steeds dat die best nog wel stabiel zijn zolang je ze niet aansteekt en dat je die zo gemakkelijk kunt maken met standaard stofjes.

De praktische toepassing van deze hypochloriet ester is nul komma nul, te meer omdat het een gas is, maar als curiosum en als demo is het wel heel aardig.

---------------------------------------------------------------------------------------------

Ik heb ook geprobeerd of ik chloriet esters kan maken. Daartoe heb ik een pakweg 10% oplossing gemaakt van NaClO2 in water. Aan die oplossing voegde ik vervolgens weer de 1 ml op 0,5 ml mix van azijnzuur en methanol. Als je dit mixt, dan komt er geen gas vrij, de vloeistof wordt heel langzaam geel. Er ontstaat een heel klein beetje ClO2, dat in oplossing blijft, de methanol doet helemaal niets.

ClO2(-) + CH3COOH <---> HClO2 + CH3COO(-)

HClO2 ontleedt langzaam, waarbij een beetje ClO2 ontstaat. Dat geeft een gele kleur. Er komt niet zo veel ClO2 dat je het gas kunt zien.

Met chloriet werkt het dus niet.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

User avatar
Wouter
Krypton
Posts: 1981
Joined: 02 Aug 2008, 01:47
Chemistry interests: Organic
Location: Groesbeek, Gelderland
Contact:

Re: Nog een extreem gas in sterk oxiderende omgeving, alleen maar "standaard stoffen" nodig

Post by Wouter » 12 Mar 2018, 13:01

Leuk! Interessant is dat ze niet helemaal nutteloos zijn. Een kleine zoektocht in literatuur geeft additie op alkenen (met lewis zuren) om vrij unieke verbindingen te geven:

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo00167a011
Organisch chemicus

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 0 guests