Tip:
Highlight text to annotate it
X
De thermiet reactie, de reactie van aluminium
met ijzeroxide, wordt gebruikt om ijzer te maken. Omdat aluminium
veel sterkere bindingen met zuurstof aangaat dan ijzer,
produceert de reactie enorme hoeveelheden warmte. Je kunt dit gebruiken
om metalen delen aan elkaar te lassen.
Hier hebben we een thermiet mengsel, een mengsel van ijzeroxide en
aluminiumpoeder. We gaan er wat redoxchemie mee uitvoeren
en we gaan er gesmolten ijzer mee maken. Die stroomt
hopelijk vanuit de onderkant van de bloempot.
Hier zie je de zwarte deeltjes ijzeroxide, en de
zilverkleurige deeltjes zijn het aluminiumpoeder.
We doen er wat hitte bij en starten dan een redoxreactie
waarbij het aluminium en het ijzeroxide zuurstofatomen uitwisselen.
Het aluminium wordt dus geoxideerd en het ijzer
gereduceerd. Daarbij produceren we hopelijk een heleboel gesmolten
ijzer. Dat stroomt dan uit de onderkant van de reageerbuis ...
... van de bloempot!
Het verhaal gaat dat studenten in Berkeley,
of een groep studenten, een grap wilden uithalen
bij een tram, van het soort waarbij je door de ene deur naar binnen gaat
en door de andere weer naar buiten. Een grote groep studenten
ging aan de voorkant de tram in en er waren genoeg studenten
dat de rij er al aan de achterkant uitkwam
terwijl ze er van voren nog inliepen. Ze vormden een lus,
zodat de tram niet kon wegrijden
omdat er steeds maar mensen binnenkwamen.
We hebben niet genoeg videotape...
En terwijl ze dit deden, doken andere studenten onder de tram
waar ze twee thermietreacties in gang zetten. Daarmee lasten
ze de metalen wielen van de tram vast aan de stalen tramrails.
Toen de tram wilde wegrijden, op het moment dat de studenten
ophielden met in- en uitlopen, bleek dat het voertuig vastzat aan
het spoor en totaal niet in beweging kon komen.
Het is uitgegaan...
De thermietreactie start ineens en je kunt zien
dat het zo heet is dat het een gat heeft gebrand door de bodem van de
bloempot. Als we nu inzoomen dan kun je
al het gesmolten ijzer heel goed zien. Het is zo enorm heet
geworden dat het ijzer gesmolten is en die
grote hoeveelheid smurrie op het zand eronder heeft gevormd.
Vindt u dat een goed idee, dat soort grappen?
Nee, nee, nee, nee! Onze studenten zijn veel verantwoordelijker...
Dus op het moment dat het brandende vuurwerk, of het sterretje eigenlijk,
de bovenkant van het reactiemengsel raakte, ging de
redoxreactie direct van start. De metalen begonnen hun
strijd om het zuurstof, met het aluminium als winnaar
en dus kwam het aluminium uit de reactie tevoorschijn
als aluminiumoxide. Het ijzer werd gereduceerd en we zien dus
onderin, waar het enorm heet is - ik ga dus niet te dichtbij -
maar daar zie je dus al dat hete, hete ijzer,
dat uit de bodem van de bloempot druppelde
en nu aan het afkoelen is.
Het druppelde helemaal niet uit de bodem van de bloempot.
Nou ja, het knalde dus uit de bloempot.
Ijzer zit in mijn bloed, ook in jouw bloed trouwens.
Het ijzer geeft kleur aan hemoglobine,
het rode pigment in bloed.
De reactie is nu vijf minuten geleden en het ijzer
gloeit nog steeds na met een heetrode kleur. Je ziet dat
het zichzelf heeft vastgezet aan de bodem van de bloempot
die bij het tumultueuze verloop van de reactie is afgebroken.
Het is een absoluut essentieel element voor het leven - behalve voor krabben,
die gebruiken koper, maar daar hebben we het een andere keer over.
Ijzer is een heel veel voorkomend metaal dat in allerlei
constructiematerialen voorkomt. Je ziet ijzer dus overal,
bijvoorbeeld in deze stellingen en ook sommige van
onze apparaten hebben een hoog ijzergehalte.
Er zitten dan ook andere elementen bij het ijzer zodat er
legeringen ontstaan zoals roestvast staal.
Ik ben echt al heel lang geïnteresseerd in de chemie van ijzer
en in het bijzonder heb ik een component gemaakt met de naam
tetracarbonylijzer, met vier moleculaire groepen om het ijzer.
Iedereen dacht altijd dat het de vorm zou hebben als een van deze dingen,
met de vorm van een tetraëder. Het bleek echter dat het een veel
onregelmatiger vorm had. De vier groepen waren meer in deze vorm gerangschikt.
Sinds die ontdekking word ik, iedere keer als ik het woord ijzer ***,
hartstikke enthousiast.
Hier hebben we een ijzerdraad en zoals je kunt zien is het een hele dunne draad.
Het heeft een doorsnede van 0,2 mm en onder de bovenste wikkels zie je het glimmende
ijzer dat niet geoxideerd is, omdat het
beschermd was tegen inwerking van zuurstof uit de lucht.
Als we naar het bovenste ijzer kijken dan ziet het er tamelijk bekend uit
het lijkt wel wat op de roest die je soms ook
aan de onderkant van sommige auto's tegenkomt. Dus
hier heb je ijzeroxide bovenop het ijzer.
Het allereerste chemische experiment dat ik deed was met
ijzer en ik denk dat dat voor veel generaties
schoolkinderen het geval is. Ik verhitte ijzer en zwavel
en maakte zo ijzersulfide, een zwartachtige vaste stof.
Toen we daar een zuur op deden kregen we de verschrikkelijke stank van rotte eieren,
dat was dus mijn introductie in de scheikunde ...
... en ik vond het prachtig.
Vertaling: Harm Ikink - www.chemiewijs.nl