Verbranden suiker

[Bleuken]

Ik zou graag een proefje uitvoeren waarbij ik suiker verbrand in een proefbuisje (uiteraard in een trekkast).
Ik vraag mij enkel af wat er plaatsgrijpt. Eerst ontstaat er karamel door allerlei processen, condensatie en polymerisatie (vandaar ook het ontstaan van water). Wat wordt er echter naast water nog gevormd? In een filmpje zag ik iemand spreken over "brandbare gassen". Is dit dan zuurstofgas?
Ik weet dat er enkel koolstof overblijft maar wat ontsnapt er allemaal.
 
Alvast bedankt

[Benm]

Zuurstof is als zodanig geen brandbaar gas, al is het wel brandbevorderend.

Wat ik vermoed is dat je de suiker gaat verkolen, waarbij waarschijnlijk koolmonoxide ontstaat dat wel een brandbaar gas is.

In eerste instantie zul je vooral condensatie krijgen waarbij water vrij komt, maar als je de temperatuur verder opvoert zal de gevormde caramel ook wel thermolyseren waarbij koolmonoxide vrij komt. Als je het heter blijft stoken houdt je uiteindelijk koolstof over in de reageerbuis, wat op zijn beurt brandbaar is mits er zuurstof bij kan komen.

In de praktijk lukt dat echter niet zo gemakkelijk en blijf je zitten met een reageerbuis vol zwarte, taaie, rommel die er nauwelijks meer uit te verwijderen is.

[Sophie-Louise Buys]

Als je geconcentreerd zwavelzuur bij suiker zou gooien wordt het ook gedehydrateerd toch? Ik wil zo'n proef uitvoeren op school voor mijn profielwerkstuk, maar ben bang dat er giftig mono-oxide zou kunnen ontstaan. Ergens anders had ik gelezen dat dit niet gebeurt tot hele hoge temperaturen, maar als ik deze proef zou uitvoeren, is er dan een kans dat dit gebeurt? Of hoef ik daar niet bang voor te zijn.
En stel het is gewoon veilig, zou ik dan daarna bij de suiker/zwavelzuur oplossing natronloog kunnen doen om er een basische oplossing van te maken zodat ik een bepaling met fehlingsreagens kan doen?
 
(Ik weet niet of het de bedoeling is het hier neer te zetten, maar het leek me niet zo erg)

[Wdeb]

Ach, dat beetje CO. Voer het dan uit in een zuurkast.
 
Veel linker is de wat je daarna wilt doen. Want geconcentreerd zwavelzuur is niet een leuk goedje.
Ik begrijp dat je wilt kijken of er nog aldehyde-groepen aanwezig zijn na de reactie? Of ga je hem onderbreken op vaste tijdstippen met loog? Dat lijkt mij wel een leuke, geen idee of dat mogelijk is...
 
Ik begrijp dat je een kleine hoeveelheid suiker met een grote hoeveelheid zwavelzuur gaat mengen. Dat is minder spectaculair en er de totale temperatuursverhoging neemt ook af. Hierdoor versnelt het ook niet zo erg, wat misschien wenselijk is?
 
Het toevoegen van loog aan de overmaat zwavelzuur is niet zonder risico. Er komt erg veel warmte vrij bij het toevoegen van alleen al water aan het zwavelzuur en nog meer bij het neutraliseren (deze twee processen vinden naast elkaar plaats bij het aanlogen). Dus gebruik handschoenen en een bril. 
 
Wat wens je te bereiken?
 
Wdeb

[Benm]

Sowieso nooit water bij geconcentreerd zwavelzuur gooien, maar altijd andersom. De dichtheid van zwavelzuur is hoger dan die van water waardoor het zinkt als het bij water voegt. Doe je het andersom is de kans op rondvliegende spatten aanzienlijk.

Neemt niet weg dat je op die manier wel de reactie op enig moment in de tijd kunt onderbreken. Verstandig is dan om (in een zuurkast, met beschermede bril, handschoenen en kleding) het zwavelzuur-suiker mengsel uit de reageerbuis in een bekende overmaat ijswater te gieten.

[Sophie-Louise Buys]

Hey ja het doel van de proef is idd om te onderzoeken of er nog aldehydegroepen en dus suikers zijn overgebleven. Dit met behulp van een titratie met thio na het toevoegen van fehlingsreagens -> KI-opl. -> zwavelzuur. We kijken in hoeverre zwavelzuur, zoutzuur, salpeterzuur en natronloog verschillende organische stoffen kunnen afbreken, waaronder glucose. Vandaar deze proef. Maar als ik het goed begrijp moet ik om t te neutraliseren eigenlijk zorgen dat het zwavelzuur bij een ijskoude base wordt gegooid, om de warmte van de endotherme reactie een beetje op te vangen.

[Benm]

Dat lijkt me wel de veiligste oplossing. Als je een relatief grote hoeveelheid water of zelfs base gebruikt dan hoeft het niet koud te zijn (zeg 2 ml zuur in 100 ml water), maar ik weet niet of die verdunning wenselijk/acceptabel is. Als je een grote hoeveelheid gebruikt om te verdunnen is het voordeel wel dat de reactie daarmee min of meer tot stilstand komt, zelfs zonder te neutraliseren.

[Sophie-Louise Buys]

Ik denk dat heel erg verdunnen voor het titreren niet heel handig is, maar heel erg bedankt voor de reacties. Ik ben weer een stuk verder.

[Margriet]

Hey ja het doel van de proef is idd om te onderzoeken of er nog aldehydegroepen en dus suikers zijn overgebleven. Dit met behulp van een titratie met thio na het toevoegen van fehlingsreagens -> KI-opl. -> zwavelzuur. We kijken in hoeverre zwavelzuur, zoutzuur, salpeterzuur en natronloog verschillende organische stoffen kunnen afbreken, waaronder glucose.

Dit lijkt me in tegenstelling tot het verhitten en bewerken met geconcentreerd zwavelzuur wél een haalbaar experiment. Je lost wat van een suiker op in één van deze verdunde zuren of de base en kijkt, eventueel na opkoken, of het reducerend vermogen is verminderd. Ja, of vermeerderd dat kan natuurlijk ook.
Ook kun je een test doen met alleen een katalytische hoeveelheid zuur of base. Je gebruikt dan steeds een zodanige concentratie dat je na neutraliseren een titreerbare concentratie overhoudt. Ja, en misschien licht caramelliseren en dan oplosssen in water dat valt ook te proberen.
Maar een niet te verwijderen zwarte koek, daar verwacht ik niets van, al kun je het natuurlijk altijd proberen.

[Sophie-Louise Buys]

Sorry het is me niet helemaal duidelijk wat er dan in een titreerbare concentratie moet overblijven, maar verder bedoel je dus gewoon dat ik inderdaad beter kan werken met verdunde zuren en basen ipv. geconcentreerde?
En valt bijvoorbeeld zo'n 4M onder verdund nog? Jawel toch?

[Benm]

Ik denk dat Margriet bedoelt dat je wilt voorkomen dat er een soort hard smurrie ontstaat die niet meer uit een reageerbuis te verwijderen is. Bij thermolyse van suiker krijg je dat, maar als je bijvoorbeeld geconcentreerd zwavelzuur gebruikt ook.

Wil je zinnige analyse kunnen doen is het uiteraard wel nodig dat je je reactieproduct nog uit de reageerbuis kunt krijgen.

[Wdeb]

Tsja, maar die harde smurrie wil je dan ook niet bepalen. Misschien dat spoelen met loog van die harde smurrie juist wel enkel de "te bepalen deeltjes" met zich meeneemt.
 
Het is een kwalitatieve bepaling, zoals je hem voorstelt. Dus dat is het proberen waard, lijkt mij.
 
Wdeb

[Sophie-Louise Buys]

Nog een klein vraagje, hoe kan je eigenlijk verklaren dat zwavelzuur met natronloog een heftig endotherme reactie geeft. Is dit altijd zo met zuren en basen bij elkaar? Of is er in dit specifieke geval een bepaalde verklaring voor?
 
Hoe kan je überhaupt voorspellen hoe heftig endotherm een bepaalde reactie wordt? Ik weet namelijk wel hoe je kan zeggen of een reactie endo- of exotherm wordt, maar in welke mate heb ik nooit geleerd.

[Fuzzwood]

Ik wist niet dat zulke reacties drastisch afkoelden. Misschien bedoelde je exotherm? ;)
 
De zuivere stoffen reageren overigens helemaal niet met elkaar. Beide dienen in oplossing te zijn (wat al de nodige warmte geeft) voordat de reactie plaatsvindt. Het is het feit dat H⁺ een klein deeltje is dat een sterke positieve lading heeft dat de reactie tussen een zuur en water/base zo heftig is omdat deze sterk tot elkaar aangetrokken zijn.
 
Met je laatste vraag begeef je je in het veld van de thermodynamica waarbij vooral de zogenaamde Gibbs vrije energie stelt of een reactie exothermisch (negatieve vrije energie, warmte verlaat het systeem) of endothermisch (positieve vrije energie, warmte nodig voor de reactie) is.

[Sophie-Louise Buys]

Ik bedoelde inderdaad exotherm ja :) maar bedankt voor de hulp