Studenten ontrafelen werking klassiek experiment

De ritmische vlammenwerper is een populaire scheikundige demonstratieproef. Je neemt een erlenmeyer (een kegelvormige fles met een cilindrische hals) gevuld met een klein laagje methanol en hangt er een platina draad boven. Als je de methanol verwarmt gaat de damp een reactie aan met het platina en begint de draad te gloeien. Na verloop van tijd ontstaan er zelfs kleine explosies. “De gangbare verklaring was dat het methanol met het platina reageert en zo formaldehyde vormt”, vertelt student Molecular Science & Technology Rick Spierenburg. “Maar wij ontdekten dat het eigenlijk anders zit.”

Weinig apparatuur

Spierenburg deed de ontdekking samen met zijn medestudenten Iris de Bruin, Daan van den Bos, Dominique Vis, Sebastiaan Vink en Sven Wijngaarden tijdens een vak in zijn bacheloropleiding. Elk jaar lopen studenten Molecular Science & Technology op de Universiteit Leiden mee met promovendi om de fijne kneepjes van het onderzoeken te leren. Dit jaar bleek het lastig om goede proeven voor de studenten te vinden omdat de onderzoeksgroepen midden in een verhuizing zaten.

Zo ook bij de katalyse- en oppervlaktechemiegroep. “Veel apparatuur was al ingepakt”, vertelt promovendus Leon Jacobse. “Dus mijn collega Ludo Juurlink en ik moesten iets bedenken waarbij we geen ingewikkelde metingen hoefden te verrichten.” Uiteindelijk bedachten ze de opdracht: wat gebeurt er eigenlijk bij de ritmische vlammenwerper?

Spierenburg en zijn medestudenten doken de literatuur in en ontdekte tekortkomingen in de originele verklaring. “Er komt te weinig energie vrij als je formaldehyde vormt. Dat kan nooit explosies veroorzaken.” Met behulp van onder andere infraroodspectrometrie zagen ze dat er tijdens de reactie waterstofgas, koolstofmonoxide en koolstofdioxide ontstond. “Je vormt wel formaldehyde, maar dat reageert direct weer door tot onder andere het waterstofgas”, verklaart Spierenburg. “Bij die reactie komt wel genoeg energie vrij en het waterstof zorgt voor de explosies.”

Toch geen plannen

Uiteindelijk wilden de begeleiders de resultaten van de experimenten graag in een wetenschappelijk artikel beschrijven. “Veel leraren en andere chemici gebruiken die proef als demonstratie”, zegt Jacobse. “Wij vonden het belangrijk dat ze daarbij wel de juiste chemische verklaring geven.” Van de begeleiders mochten de studenten de publicatie zelf schrijven. “Mijn partner had al plannen voor de zomer dus die wilde liever niet”, zegt Spierenburg. “Maar ik had nog wel tijd en het leek me leuk om dat hele proces een keer mee te krijgen.”

Nu de publicatie daadwerkelijk in de Journal of Chemical Education is verschenen, met Spierenburg als eerste auteur. “Ik vind het heel gaaf, niet veel studenten kunnen zeggen dat ze een publicatie op hun naam hebben staan”, zegt hij. “Bovendien wil ik misschien wel gaan promoveren, dus dan kan een publicatie op mijn naam nooit kwaad.”