Kemien i en pose Samarin
Samarin er et velkendt middel mod halsbrand, og når det kommer i vand, bruser det. Men hvad sker der egentlig kemisk? Eleverne sætter en pH-sensor og en temperatursensor i vand og drysser en pose Samarin i. pH falder først og stiger så lidt igen, og temperaturen falder. Med varedeklarationen i hånden skal eleverne finde forklaringen.
Hvordan ændrer pH og temperatur sig, når Samarin opløses i vand, og hvilke stoffer i Samarin er årsagen?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| pH-sensor, trådløs (PASCO PS-3204) | PS-3204 | 1 pr. gruppe |
| Temperatursensor, trådløs (PASCO PS-3201) | PS-3201 | 1 pr. gruppe |
| Bægerglas 600 ml (8 stk.) | 100041 | 1 pr. gruppe |
| Måleglas 1000 ml med hældetud | 103550 | 1 pr. gruppe |
| Sprøjteflaske 500 ml | 146010 | 1 pr. gruppe, demineraliseret vand til skylning |
| Vand, demineraliseret (1 l) | 826000-4 | Til skylning af pH-elektroden |
| Citronsyre (800 g) | 806500-4 | Lidt citronsyre til del 2 (valgfri) |
| Natriumhydrogencarbonat (1 kg) | 818400-4 | Lidt natriumhydrogencarbonat til del 2 (valgfri) |
| Beskyttelsesbriller, komfort | 910020 | 1 pr. elev |
| SPARKvue 5 (gratis download) | 900902 | Gratis app til tablet eller computer |
Andet udstyr: samarin (1 brev pr. gruppe) med varedeklaration; vand ved stuetemperatur; teske; tablet eller computer med SPARKvue.
Sikkerhed
Brug beskyttelsesbriller, når I arbejder med pulvere og opløsninger, og især hvis I bruger ren citronsyre i del 2, da den irriterer øjnene. Samarin bruser kraftigt, så brug et stort glas. pH-elektroden er af glas: hold den lodret, stød den ikke mod bunden, og sæt den tilbage i opbevaringsvæsken efter brug. Smag ikke på noget i laboratoriet. Opløsningerne kan hældes i vasken med rigeligt vand.
Sådan gør I
- Skyl pH-elektroden med demineraliseret vand. Hæld ca. 400 ml vand ved stuetemperatur i et 600 ml bægerglas.
- Sæt pH-sensoren og temperatursensoren i glasset. Tænd dem, og forbind dem i SPARKvue.
- Vælg en visning med pH og temperatur som tal eller graf, og sæt måleintervallet til 2 sekunder. Start målingen, og notér startværdierne.
- Drys en hel pose Samarin i vandet. Iagttag, hvad der sker, og følg pH og temperatur.
- Lad målingen køre, til pH er stabil (ca. 5 minutter). Notér den laveste pH, slut-pH og hvor meget temperaturen faldt.
- Læs varedeklarationen på posen. Hvilke stoffer er i Samarin, og hvilke af dem er syrer eller baser?
- Del 2 (valgfri): Opløs en lille spatelfuld natriumhydrogencarbonat i ét glas og en lille spatelfuld citronsyre i et andet. Mål pH i begge, og sammenlign med Samarin.
Med PASCO-sensor
Den trådløse pH-sensor (PS-3204) og temperatursensoren (PS-3201) måler samtidig i samme glas, så eleverne kan se, at pH og temperatur ændrer sig på samme tid. I SPARKvue kan målingerne vises som store tal under forsøget og bagefter som grafer, hvor eleverne markerer, hvornår pulveret blev hældt i.
Hvad sker der?
Samarin indeholder natriumhydrogencarbonat (natron), som er en svag base, og citronsyre, som er en syre. Der er mere syre end base, så når pulveret opløses, falder pH. Natron og citronsyre reagerer med hinanden og danner bl.a. CO2, som bruser op.
En del af CO2'en bliver opløst i vandet og danner kulsyre, der også er sur. Efterhånden som CO2 siver ud af vandet, stiger pH lidt igen. Til sidst indstiller pH sig på en værdi, hvor blandingen af citronsyre og citrat holder pH nogenlunde stabil. En sådan blanding kaldes en puffer.
Reaktionen optager energi fra vandet, så temperaturen falder lidt. Det er en endoterm proces. I maven er det natronen, der neutraliserer en del af mavesyren.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvad skete der med pH, da Samarin kom i vandet, og hvorfor?
- Hvorfor steg pH lidt igen efter et stykke tid?
- Hvorfor stabiliserer pH sig ved en bestemt værdi?
- Hvad skete der med temperaturen, og hvad kalder vi sådan en proces?
- Hvordan kan Samarin virke mod halsbrand, når opløsningen selv er sur?
Til læreren
pH falder typisk fra ca. 7,5 til ca. 5,2 og stiger derefter til ca. 5,8. Vandhanevand kan have en lidt højere start-pH end demineraliseret vand. Kalibrér gerne pH-sensoren med pufferopløsninger før timen.
I udskolingen kan forsøget bruges til at tale om syrer, baser og neutralisation og om, hvordan man læser en varedeklaration. Eleverne kan også undersøge, hvad der sker, hvis Samarin opløses i eddike eller i sodavand.
Forsøget hænger godt sammen med Varm eller kold opløsning? og Rødkålsindikator.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
