Vliegen op bakpoeder

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. En raketten kan je prima lanceren met bakpoeder.

Het Schotse eiland Scarp is misschien wel de verste uithoek van het Verenigd Koninkrijk. Een zeestraat van 750 meter scheidt het eilandje van North Harris in de Outer Hebrides. Daarna moet je ruim zeventig kilometer over onverharde wegen richting het vissersdorpje Stronoway, vanwaar een veerboot je in drie uur naar Ullapool op het vasteland brengt. En dan zit je nog steeds in een uithoek.

Het eiland ligt zo afgelegen dat het vroeger weken, soms zelfs maanden, niet bereikbaar was. Daar moest iets aan gebeuren, besloten de Britten in de vroege jaren dertig van de vorige eeuw. Zou het niet fijn zijn als bijvoorbeeld, weer of geen weer, de post altijd op tijd bezorgd kon worden? Zo verwierf het rotsige eilandje wereldfaam onder filatelisten, ruimtevaartdeskundigen en liefhebbers van luide explosies.

In 1934 werd de Britse regering benaderd door de Duitse uitvinder en charlatan Gerhard Zucker. Hij beweerde dat hij de post van en naar het eiland zou kunnen bezorgen met een raket. Op 31 juli van dat jaar was het zover; op het strand van Scarp, voor een publiek van hoogwaardigheidsbekleders, ontstak Zucker de lont van zijn raket, gevuld met 1200 brieven en kaarten. Wat volgde was volgens ooggetuigenverslagen “een lichtflits, een grote rookwolk en een confettiregen van geschroeide post die neerdaalde op het strand”.

Bijna 75 jaar later is rakettechnologie nauwelijks opgeschoten. Globaal gezegd bestaat een raket nog altijd uit een grote lading licht ontvlambaar materiaal die je gecontroleerd tot ontbranding laat komen. Door die verbranding ontstaan gassen onder druk en als je die naar één kant laat ontsnappen, gaat de raket bewegen.
Dat kun je thuis ook proberen, maar dan – voor je eigen veiligheid en die van anderen – niet met licht ontvlambare brandstof. De raket van "Ik denk dus ik plof!" is gevuld met bakpoeder, keukenazijn en een klein stukje keuken- of wc-papier. Bij de reactie van bakpoeder (natriumwaterstofcarbonaat, NaHCO3) met keukenazijn (een oplossing van azijnzuur, CH3COOH) ontstaat gasvormig koolstofdioxide en als je de reactie laat plaatsvinden in een afgesloten container, ontstaat er genoeg druk om iets te lanceren. De reactievergelijking kun je lezen in de vorige aflevering van deze rubriek.

Neem voor de proef een leeg kokertje van een fotorolletje (vragen bij de fotowinkel). Vouw een theelepel bakpoeder in een stukje keukenpapier en prop het in het kokertje. Het keukenpapier dient om de reactie iets te vertragen zodat de inhoud niet direct gaat bruisen als je azijn toevoegt. Giet (buiten!) een flinke scheut azijn in het kokertje, sluit het af en plaats het op z’n deksel. Na een tijdje is er zoveel druk opgebouwd dat het kokertje met een luide plop loskomt en de lucht invliegt. Als het goed gaat, schiet je het kokertje een meter of vijf, zes hoog. Meestal kun je een papiertje gevuld met bakpoeder gebruiken voor een aantal lanceringen.

Hoeveel gas er ontstaat, is eenvoudig te berekenen. Stel dat er twee gram bakpoeder reageert, dat is ongeveer 0,02 mol (een mol is een eenheid voor de hoeveelheid moleculen). Omdat 1 mol bakpoeder in deze reactie 1 mol CO2 oplevert, ontstaat er dus 0,02 mol gas. Bij 25 graden Celcius heeft een gas een volume van 2,45 * 10-2 m3 mol-1. Dat betekent dat je 0,02 * 2,45 * 10-2 * 103 = 0,49 liter CO2 krijgt. Ter vergelijking: een fotokokertje heeft een inhoud van ongeveer 35 milliliter.
De hamvraag is natuurlijk of je deze proef ook in het groot kunt uitvoeren. Een poging van de redactie om een lege Pringlesbus te lanceren mislukte omdat de koker zich niet goed liet afsluiten.
Tips voor een betere grote container zijn welkom.

Auteur: Ernst Arbouw