Wat doet een katalysator?

Maak olifantentandpasta en ontdek het zelf.
Dit is een echte klassieker: een eenvoudig experiment waarbij een enorme massa schuim ontstaat.
Olifantentandpasta

Opgelet!

Voer dit experiment enkel uit in een laboratorium op school onder begeleiding van een leerkracht. Volg nauwgezet alle veiligheidsinstructies op. Draag steeds beschermende kledij, handschoenen en een labobril tijdens deze proef. Bescherm ook de ondergrond met voldoende folie of plastic.


Wat heb je nodig?

Opgelet: voor de proefjesvideo gebruiken we waterstofperoxide 30% i.p.v. 8% om duidelijker het resultaat te tonen. Waterstofperoxide 30% is best een gevaarlijke stof. Daarom raden we aan om voor 8% te gaan. Een iets minder spectaculair resultaat, maar wel veiliger om te gebruiken in de klas.

  • Grote erlenmeyer of maatcilinder
  • 30 ml waterstofperoxide 8%
  • 10 ml afwasmiddel
  • 0,5 g kaliumjodide
  • Paar druppels voedingskleurstof (optioneel)
  • Labojas, beschermende handschoenen, veiligheidsbril
  • Beschermende folie
  • (Periodiek systeem)
Proefje olifant 2

Aan de slag!

Stap 1: Doe het waterstofperoxide, het afwasmiddel en de kleurstof in de erlenmeyer.

Stap 2: Zet de erlenmeyer op een ondergrond bedekt met beschermende folie. Straks ga je het kaliumjodide toevoegen aan de erlenmeyer. Wat zou er gebeuren, denk je? 

Stap 3: Voeg het kaliumjodide toe aan de erlenmeyer. 

Stap 4: Probeer de stoffen eens neer te schrijven als chemische formule. Een periodiek systeem kan je daarbij helpen. Hoe zou de chemische reactie eruitzien, denk je?

Wat gebeurt er?

Het onstabiele waterstofperoxide wordt in sneltempo omgezet in water en zuurstof. De zeep​‘vangt’ het zuurstofgas in miljoenen zeepbelletjes. Het schuim ontsnapt uit de fles zoals tandpasta uit een tube, maar dan met een volume dat voldoende is voor een olifant om z’n tanden mee te poetsen!

Olifantentandpasta

Hoe zit dat?

Kaliumjodide (KI) versnelt het proces waarbij waterstofperoxide (H2O2) wordt omgezet in water (H2O) en zuurstofgas (O2). Op zeer korte tijd komt er veel zuurstofgas vrij. Dat zuurstofgas vormt belletjes in het zeepsop met overvloedige schuimvorming tot gevolg.

De reactievergelijking ziet er als volgt uit:

H2O2 + I- –> H2OOI-

H2O2 + OI- –> H2O + O2 + I-

KI is een zout dat in oplossing voorkomt als de ionen K+ en I-. Waterstofperoxide reageert met I-. Omdat het I– ion netto de reactie versnelt en niet weg reageert, noemen wetenschappers KI een​‘katalysator’.

Trouwens, er komt heel wat warmte vrij bij deze​‘exotherme’ reactie. Kijk maar eens naar de beelden die we met onze infraroodcamera maakten: op een gegeven moment bereikt het schuim een temperatuur van meer dan 70°C! Toch maar niet je tanden mee poetsen, dus.

Waar kom je dat nog tegen?

Een katalysator is dus een stof die een chemische reactie versnelt, zonder dat de stof daarbij zelf verbruikt wordt. Ook in ons lichaam zitten katalysatoren. Enzymen noemen we die. Die zijn nodig om energie uit ons voedsel te halen.

Wiskunde – natuurwetenschappen – technologie – STEM:
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.23: De leerlingen onderzoeken stoffen in het dagelijkse leven aan de hand van stofeigenschappen en scheidingstechnieken.
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.26: De leerlingen stellen chemische formules op voor enkelvoudige en samengestelde anorganische stoffen met behulp van het PSE.
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.27: De leerlingen classificeren stoffen zowel op basis van een gegeven chemische formule als op basis van een naam.
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.28: De leerlingen brengen organische en anorganische stoffen in verband met toepassingen en biologische en chemische processen in het dagelijks leven.
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.38: De leerlingen leiden bij een chemische reactie de energie-uitwisseling met de omgeving af aan de hand van waarnemingen en voorbeeldreacties in authentieke contexten.
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.47: De leerlingen gebruiken met de nodige nauwkeurigheid meetinstrumenten en hulpmiddelen om te observeren, te meten, te experimenteren en te onderzoeken in wiskundige, natuurwetenschappelijke, technologische en STEM-contexten.
Aso, kso, tso (doorstroom) 6.48: De leerlingen werken op een veilige en duurzame manier met materialen, chemische stoffen en technische en biologische systemen.
Kso, tso (dubbele finaliteit) 6.25: De leerlingen gebruiken met de nodige nauwkeurigheid meetinstrumenten en hulpmiddelen om te observeren, te meten, te experimenteren en te onderzoeken in wiskundige, natuurwetenschappelijke, technologische en STEM-contexten.
Kso, tso (dubbele finaliteit) 6.26: De leerlingen werken op een veilige en duurzame manier met materialen, chemische stoffen en technische en biologische systemen.
Bso (arbeidsmarktfinaliteit) 6.12: De leerlingen gebruiken met de nodige nauwkeurigheid meetinstrumenten, hulpmiddelen, om te observeren, te meten, te experimenteren en te onderzoeken in wiskundige, natuurwetenschappelijke, technologische en STEM-contexten.
Bso (arbeidsmarkt-finaliteit) 6.13: De leerlingen werken op een veilige en duurzame manier met materialen, chemische stoffen en technische en biologische systemen.