Spektakel van een hotpack

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Knip eens een hotpack open en begrijp waarom Scott gewenst had dat hij er een had meegenomen naar de Zuidpool.

Iedereen weet dat de geschiedenis gedoemd is zichzelf te herhalen, maar telkens op een net iets andere manier. Enkele jaren geleden zond de BBC het programma On Thin Ice uit, waarin teams uit verschillende landen het tegen elkaar opnamen in een skirace naar de Zuidpool. Na een supersnelle achttien dagen bereikte het Britse team de pool om daar te ontdekken dat ze waren verslagen door de Noren, die de tocht één dag sneller hadden afgelegd.

Iets soortgelijks, maar dan anders, overkwam de Engelse poolreiziger kapitein Robert Falcon Scott. Op 16 januari 1912, één dag voor hij de Zuidpool bereikte, zag één van de leden van zijn team aan de horizon een klein zwart stipje. Toen ze dichterbij kwamen, bleek het stipje een voedseldepot van hun Noorse concurrent Roald Amundsen. Op de pool zelf vonden de Britten een lege tent met een hoffelijk briefje: “I wish you a safe return.” Was getekend: Amundsen.

Voor de Noor was de tocht naar de Zuidpool vooral een race; voor Britten ging het ook om het verzamelen van wetenschappelijke data. Scott en zijn mannen maakten uitgebreid foto’s en aantekeningen, ze produceerden landkaarten en op de terugweg van de pool sjouwden ze zich een breuk aan de gesteentemonsters die ze onderweg verzameld hadden. En ze verzamelden pinguïneieren.

Een paar maanden voor Scotts fatale pooltocht vertrokken drie leden van de expeditie om eieren van de keizerspinguïn te zoeken. Probleem: keizerspinguïns broeden in de winter en dus moesten de mannen op pad in de poolnacht. Hun reis is later door Apsley Cherry-Garrard beschreven in The Worst Journey in the World. Die titel is niet overdreven. De eerste dag kwam de temperatuur niet boven min 45; de volgende dag werd het min 49 en uiteindelijk bleef de temperatuur steken onder de min 50. Na een paar dagen waren kledingstukken zo stijfbevroren dat de mannen zich nauwelijks konden bewegen. Overdag bevroor de pus in hun ontstoken handen om ’s nachts in de tent weer te ontdooien. Uiteindelijk zakte de temperatuur tot min zestig; zo koud dat Cherrey-Garrards tanden en kiezen stukvroren. En dat was voordat het begon te stormen. En de tent weggeblazen werd.

Hadden ze nou maar natriumacetaat gehad.

Natriumacetaat of natriumethanoaat (CH₃COONa) is het belangrijkste ingrediënt van zogeheten hotpacks die je kunt kopen bij de buitensportwinkel en in dumpzaken. Zo’n hotpack is een soort stevige plastic zak gevuld met een superverzadigde natriumacetaatoplossing en een dun schijfje metaal. Knak het schijfje dubbel en het pak wordt warm. Als het hotpack is uitgewerkt, kun je het ‘opladen’ in een pannetje kokend water.

Om te begrijpen hoe dat precies werkt, moet je naar de apotheek voor 50 gram natriumacetaat. Breng een scheutje water aan de kook en voeg, schepje voor schepje, de natriumacetaat toe tot er niets meer oplost. Als je de vloeistof laat afkoelen, heb je een superverzadigde oplossing: een oplossing die meer zout bevat dan je normaalgesproken kunt oplossen. (Je hoeft trouwens niet per se zelf een oplossing te maken. Je kunt ook een hotpack openknippen.)

Een kleine verstoring is genoeg om te zorgen dat alle aanwezige natriumacetaat in één keer kristalliseert. Gooi een paar losse kristallen in je bekerglas, steek je vinger erin of giet de vloeistof vanaf een centimeter of twintig op het aanrecht. Het resultaat is spectaculair.

De kristallisatie is exotherm, dat wil zeggen dat er warmte bij vrijkomt en dat is precies wat er gebeurt in de hotpack. Het knikken van het metalen schijfje is voldoende om een paar kleine kristallen te laten ontstaan waar omheen de rest van de oplossing kristalliseert. Het opkoken van de zak zorgt ervoor dat ze weer oplossen.

Auteur: Ernst Arbouw