Lavalamp met bakpoeder

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Met wat olie, water, kleurstof en bakpoeder maak je je eigen lavalamp.

Is het gebruik van bakpoeder klimaatneutraal? Een kritische lezer merkte vorige week op dat bij de huis-, tuin-, en keukenexperimenten in deze rubriek wel erg veel bakpoeder wordt gebruikt. Daarbij komt kooldioxide vrij (zie voor de reactievergelijking UK6, pag. 7) en zo levert de UK een onnodige extra bijdrage aan de opwarming van de aarde, oordeelde hij.
Aanvankelijk maakte de BOEM-redactie zich niet zo’n zorgen. Het broeikaseffect, of althans de toename van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer, wordt veroorzaakt door het vrijkomen van koolstof die langdurig opgeslagen is geweest in fossiele brandstofreserves. Bij de productie van bakpoeder wordt, zo namen we aan, geen fossiele brandstof gebruikt als koolstofbron. Misschien dat de bakpoederfabriek wat aardgas of elektriciteit gebruikt voor de machines, maar het maken van een krant of het runnen van een universiteit kost ook energie, zeiden we met een wegwerpgebaar.
Maar waar komt de koolstof in bakpoeder dan vandaan? Uit houtskool, dachten we, of anders gewoon uit kooldioxide in de atmosfeer.

Helaas: na een korte zoektocht bleek dat bakpoeder wordt gemaakt van het mineraal trona (Na3HCO3CO3•2H2O) of van calciumcarbonaat (CaCO3), een stof die je waarschijnlijk kent als schoolbordkrijt, marmeren badkamertegels of kalksteen. Dat betekent dat bij de productie van bakpoeder langdurig in minerale vorm opgeslagen koolstof vrijkomt. Of, in andere woorden, dat de kooldioxide uit bakpoeder wel degelijk de CO2-concentratie in de atmosfeer verhoogt en zo een bijdrage levert aan het broeikaseffect.
Maar hoe groot is die bijdrage? Verwaarloosbaar klein, zo blijkt na wat rekenwerk. Bij de reactie van vijf gram (een theelepel) bakpoeder ontstaat 2,61 gram CO2. Ter vergelijking: bij verbranding van één liter benzine (hoofdzakelijk octaan, C8H12) ontstaat ongeveer 2220 gram CO2. Als je een auto hebt die één op vijftien rijdt, betekent dat dat de reactie van een theelepel bakpoeder hetzelfde milieueffect heeft als 17,6 meter autorijden. Met een dieselauto kom je naar schatting een meter of drie, vier verder.

Zo gingen we min of meer gerustgesteld aan de slag met de zoveelste bakpoederproef: de bakpoeder-lavalamp. Daarvoor heb je nodig een (plastic) fles van twee of drie liter, water, plantaardige olie, voedselkleurstof of wateroplosbare inkt en bakpoeder. Vul de fles voor ongeveer driekwart met de plantaardige olie. Meng daarna in een glas of in een andere fles het water met een paar druppels kleurstof en giet het mengsel bij de plantaardige olie. Omdat water en olie niet met elkaar mengen zakt het zwaardere water onderin de fles en blijft de lichtere olie bovenop drijven. Als het goed is, blijft het water gekleurd; de kleurstof lost niet op in de olie.

Gooi nu ongeveer een halve theelepel bakpoeder (of stukjes van een bruistablet) in de hals van de fles. Na een tijdje zie je hoe dikke bubbels gekleurd water door de olie omhoog lijken te zweven en, nadat ze aan het oppervlak zijn geweest, weer terugvallen naar de bodem van de fles. Als alle bakpoeder is uitgereageerd, kun je opnieuw een theelepel toevoegen. De reactie begint dan van voren af aan.
Maar wat gebeurt er precies? Bij het oplossen van bakpoeder in water ontstaat CO2. Als het gas naar de oppervlakte drijft, sleurt het dikke bubbels van het gekleurd water mee naar de bovenkant van de fles. Als de bubbels het oppervlak bereiken, ontsnapt het gas en zakt het water weer terug naar de onderkant van de fles. Door de viscositeit (“stroperigheid”) van de olie, gaat het water relatief langzaam naar het oppervlak en terug, daardoor ontstaat het effect van een lavalamp.

Auteur: Ernst Arbouw