Profielwerkstuk Lachgas

Door: Aly Mousa

Vakdocent: CSk

Klas: 5hD

Datum: 28-02-2017

2

Voorwoord

Mijn naam is Aly Mousa en ben 17 jaar. Ik zit in 5 Havo op het Jac. P. Thijsse College

in Castricum. Dit jaar moeten wij een profielwerkstuk maken. Een profielwerkstuk is

een werkstuk over een onderwerp van een vak die je hebt in jouw profiel. Het vak

waarover ik een profielwerkstuk ga doen is scheikunde. Het onderwerp dat ik gekozen

heb is lachgas. De doelgroep voor mijn werkstuk zijn voor mensen die het gebruiken

en meer gericht op jongeren. Ik heb zelf geen persoonlijke ervaring met lachgas of

dergelijke. Maar hoor vaak genoeg van andere die het gebruiken en dat motiveerde

mij om er onderzoek over te doen.

Figuur 1. Gebruik van lachgas door jongelui

3

Inhoudsopgave Samenvatting vooraf ............................................................................................................................... 4

Inleiding ....................................................................................................................................................... 5

Plan van Aanpak ......................................................................................................................................... 6

Wat is mijn plan en waarom heb ik het bedacht? ........................................................................... 6

Hoofdvraag ................................................................................................................................................. 6

Deelvragen .................................................................................................................................................. 6

Wat ga ik gebruiken bij mijn onderzoek?: ........................................................................................ 6

Praktische uitwerking .............................................................................................................................. 6

Planning ........................................................................................................................................................ 7

Basisinformatie over Lachgas ............................................................................................................... 8

De geschiedenis van Lachgas ................................................................................................................ 9

Wat is het effect van lachgas op het menselijk lichaam? .......................................................... 10

Hoe wordt Lachgas gebruikt? .............................................................................................................. 10

Tips voor gebruik ..................................................................................................................................... 11

Wat zijn de gewenste- en ongewenste effecten van Lachgas? ................................................ 12

Waar en hoe wordt het geproduceerd? ............................................................................................ 12

Hoe zit het met de wet en Lachgas? ................................................................................................. 13

Soorten en prijzen Lachgas .................................................................................................................. 13

Verslavingskans van Lachgas ............................................................................................................... 14

Lachgas en het verkeer ......................................................................................................................... 14

Slagroom ..................................................................................................................................................... 14

Lachgas en het milieu ............................................................................................................................ 15

Lachgas in motoren ................................................................................................................................ 16

Invloed op vitamine B12-status .......................................................................................................... 17

Logboek ...................................................................................................................................................... 18

Receptuur lachgas maken ...................................................................................................................... 19

Chemische berekening ........................................................................................................................... 22

Conclusie .................................................................................................................................................... 23

Nawoord ..................................................................................................................................................... 23

Bronvermeldingen ................................................................................................................................... 24

4

Samenvatting vooraf

Lachgas (N2O, distikstofmonoxyde), een bekende gas in ziekenhuizen. Het werd

vroeger gebruikt als een narcosemiddel bij operaties. Het is een kleurloze gas met

een zoetige geur. Lachgas wordt altijd via de beademing ingenomen, maar

tegenwoordig zijn er betere stoffen waardoor het gebruik van lachgas flink afneemt.

Het wordt wel bijvoorbeeld in de voedingsindustrie gebruikt zoals in gaspatronen voor

slagroomspuitbussen.

In de jaren ’90 werd het als een soort drugs beschouwd in het uitgaanscircuit. Sinds

dat de leveranciers verlangde dat consumenten duidelijk moesten gaan maken

waarvoor ze lachgas nodig hadden, werd de populariteit ervan snel wat minder. Alleen

nu sinds enkele jaren terug is lachgas razend populair geworden in het uitgaanscircuit

en wordt het meestal gebruikt door jongeren. Maar wat lachgas nou inhoudt, weten

deze jongelui meestal niet. Paar van mijn belangrijkste resultaten van mijn onderzoek

over lachgas is dat het niet verslavend is, dat je hersenschade kan oplopen bij het

onhandig gebruik ervan en zelfs hiervan dood kunt gaan. Uiteraard zijn er meer voor-

en nadelen van lachgas.

Figuur 2. Gebruik van lachgas als narcosemiddel

5

Inleiding

Tegenwoordig gebruiken veel jongeren lachgas en iedereen heeft er wel is wat over

gehoord. Het feit dat niet iedereen weet wat het nou precies inhoudt, heeft mij wel

aan het denken gezet. En het is goed om onderzoek te doen over wat lachgas is en

wat het inhoudt, zijn de gevolgen van het gebruik van lachgas erger dan dat we

denken of juist niet? Het is niet een vaak besproken onderwerp, maar ik vraag mij

echter af hoe lachgas te werk gaat bij het gebruik daarvan en waarvoor het eigenlijk

dient.

Dit profielwerkstuk maakt u duidelijk wat lachgas is. Door middel van

bronnenonderzoek en met de hulp van meneer Siekerman ga ik proberen achter het

antwoord op mijn hoofdvraag ‘wat is lachgas en wat houdt het in’ te komen. Lachgas is

een breed onderwerp en dus heb ik ervoor gekozen om meerdere deelvragen (zie PvA)

over dit onderwerp te beantwoorden.

Heemskerk, 19 september 2016

Aly Mousa

Figuur 3. Slagroomspuit, lachgas patroon en ballon

6

Plan van Aanpak

Naam: Aly Mousa

Klas: 5hD

Mentor: meneer Siekerman

Vakbegeleider: meneer Siekerman

Onderwerp: Lachgas

Wat is mijn plan en waarom heb ik het bedacht?

Tegenwoordig gebruiken veel jongeren lachgas en iedereen heeft er wel is wat over

gehoord. Het feit dat niet iedereen weet wat het nou precies inhoudt, heeft mij wel

aan het denken gezet om is goed onder te zoeken wat lachgas is en wat het inhoudt,

zijn de gevolgen van het gebruik van lachgas erger dan dat we denken of juist niet?

Het is niet een vaak besproken onderwerp, maar we vragen ons echter af hoe dat

lachgas te werk gaat bij het gebruik daarvan en waarvoor het eigenlijk dient.

Hoofdvraag:

De hoofdvraag voor mijn profielwerkstuk is: wat is lachgas en wat houdt het in?

Deelvragen:

Wat is het effect van lachgas op het menselijk lichaam?

Hoe wordt lachgas gebruikt?

Wat zijn de gewenste- en ongewenste effecten van lachgas?

Waar en hoe wordt het geproduceerd?

Hoe zit het met de wet en lachgas?

Wat ga ik gebruiken bij mijn onderzoek?:

Om juiste informatie te verkrijgen ga ik van de docent scheikunde informatie

verkrijgen over lachgas. Vervolgens verzamel ik informatie uit boeken. Uiteindelijk

haal ik extra informatie via het internet van betrouwbare bronnen.

Praktische uitwerking:

Door middel van bronnenonderzoek en met de hulp van meneer Siekerman ga ik

proberen achter het antwoord op mijn hoofdvraag ‘wat is lachgas en wat houdt het in’

te komen. Er is een proef gemaakt hoe je lachgas zou kunnen maken.

7

Planning:

Fase I:

Het maken van de Plan van aanpak en met mijn mentor Cees Siekerman bespreken.

Fase II:

Op zoek naar een scheikunde docent voor mijn profielwerkstuk. En controleren of

mijn onderwerp geschikt is voor een profielwerkstuk en misschien wat aanpassingen

aan het plan van aanpak.

Fase III:

Nu begin ik ben het verzamelen van informatie over Lachgas en zodanig antwoord

geven op de deelvragen. En controleren als die informatie wel klopt.

Fase IV:

Onderzoeken wat Lachgas is en wat het inhoudt. En een recept uitwerken om

eventueel lachgas te kunnen maken.

8

Basisinformatie over Lachgas

Lachgas (N2O) is een kleurloos gas met een heel lichte zoete geur/smaak en het is een

niet brandbaar gas. Het heeft een smeltpunt van -91 °C. Het kookpunt is -89 °C. Dat

betekent dus dat lachgas op de aarde vanaf -89 °C alleen in gasvorm kan voorkomen,

want het wordt op de aarde nergens zo koud dat het gas condenseert naar een

vloeistof.

Lachgas is de triviale naam van distikstofmonoxide. Lachgas bestaat uit een

verbinding van stikstof en zuurstof. Het is een anesthetisch (verdovend) gas, dat

wordt gebruikt bij verdovingen (zoals narcose), maar tegenwoordig wordt het ook

gebruikt in motoren om het motorvermogen te verhogen. In de atmosfeer is lachgas

een broeikasgas. In lachgas zit meer O2 dan in lucht.

Het N2O molecuul bestaat uit 2 stikstof (N) en 1 zuurstof (O) atomen. De

stikstofatomen in lachgas kunnen zowel elektronen van de buitenste schil afstaan als

opnemen en kunnen een positieve covalentie als negatieve covalentie hebben. Het

Lachgas molecuul ziet er uit als in onderstaande plaatje.

Fase’s van lachgas

S L G

Vast Vloeistof Gas

-90 °C -89 °C

Lachgas wordt ook soms op

feestjes gebruikt als een

soort drugs. Als je het

gebruikt dan kom je 20

seconden nadat je het

inhaleert in een soort lichte

bedwelming, waarbij alle

zintuiglijke waarnemingen

door elkaar overlopen en dus

minder controle over jezelf hebt. Je kan bij het inhaleren van lachgas zuurstof

tekort krijgen in je hersenen. En bij te vaak inhaleren zelfs dood gaan.

Zie bron 1,2 en 14.

Figuur 4&5. Atoommodel, molecuulmodel N2O

9

De geschiedenis van Lachgas

Lachgas werd in 1772 door J.

Priestley ontdekt, deze beschreef

in 1776 uitvoerig zijn sensaties na

inademing ervan. Humphry Davy

kwam in 1799 met het idee dat

lachgas misschien kon worden

gebruikt als een verdoving. Zoals

bijvoorbeeld bij operaties en dit

werd in 1844 uitgetest door

Gardner Quincy Colton: iemand die

het gas had ingenomen, en die zich

daarna flink bezeerde maar hij

voelde niks. Horace Wells ontdekte dat lachgas verdovend werkt, hij was destijds een

tandarts die ook bij deze demonstratie was en liet zich, nadat hij het gas had

ingenomen, een tand trekken en dat verliep gevoelloos (zie hierboven).

De tandarts stopte met experimenteren met lachgas na een ongeluk bij een

demonstratie. Colton deed nog een demonstratie dat uiteindelijk een succes was (zie

figuur 7). Sindsdien speelt lachgas een groot deel bij het onderwerp narcose. E.

Andrews mengde in 1868 voor het eerst lachgas met dizuurstof. Daardoor hebben

patiënten geen zuurstofgebrek

meer.

In de loop van de tijd werd lachgas

steeds populairder in Engeland. Niet

alleen de dichter Samuel Coleridge

genoot hier van maar ook de Engelse

uitvinder James Watt was een

enthousiaste gebruiker van lachgas.

Sindsdien werd in de negentiende

eeuw lachgas als een attractie op de

kermis. Lachend publiek keken toe

hoe anderen mensen die het gas

innamen omvielen en dingen deden

waarvan ze onbewust van waren. Dit vermaak verdween weer na een tijdje, maar het

gebruik van lachgas werd nog populairder in ziekenhuizen en bij tandartsen.

Zie bron 2 en 3.

Figuur 6. Algemene overzicht geschiedenis N2O

Figuur 7. Gebruik van lachgas als experiment bij

tandarts

10

Wat is het effect van Lachgas op het menselijk

lichaam?

Na het inhaleren van lachgas uit een ballon duurt de roes niet langer dan één of twee

minuten. Ondanks dit nemen veel jongeren toch op feestjes of bij iemand thuis ‘een

ballonnetje lachgas’. Niet iedereen heeft hetzelfde gevoel bij het innemen van

lachgas.

Jongeren maken zich niet al te veel zorgen over de schadelijke gevolgen van het

innemen van lachgas, maar deskundigen zeggen dat je moet oppassen voor

zuurstoftekort in de hersenen. En als iemand dit vaker doet is er kans op permanente

hersenschade en mogelijk dodelijk afloop. Aan lachgas kan je niet verslaafd raken.

Het meest voorkomende lichamelijke effecten zijn; duizeligheid, slappe ledematen,

ongecoördineerde bewegingen, pijn wordt verdoofd en in slaap vallen. Dit geldt niet

voor iedereen uiteraard, want de ene kan er beter tegen dan de ander.

Hoe wordt Lachgas gebruikt?

Eerst een lachgaspatroon openen met behulp van een slagroomspuit. En ballon op het

slagroomspuit en laat de ballon opgeblazen worden met lachgas. Ten tweede is je

ballon opgeblazen met lachgas, en die adem je dan in. Als je lachgas direct uit de

spuitbus inademt bevriezen je lippen en misschien ook je longen. Dus lachgas kan je

alleen gebruiken via een ballon als het voor het inademen dient, dat wordt gedaan door

in en uit te ademen in de ballon. Lachgas is een vrij actieve stof dus je voelt het

vrijwel direct en het effect zakt na één of twee minuten weer weg.

Figuur 8. Het moment van gebruik van lachgas.

11

Tips voor gebruik

- Als je lachgas neemt ga dan zitten en leg scherpe en/of zware spullen uit je hand.

- Je moet altijd lachgas uit een ballon nemen en nooit direct uit een fles, want

hierdoor voorkom je zuurstofgebrek, stikken en bevriezing van je lippen en/of je

stembanden.

- Het liefst combineer je lachgas niet met alcohol, want dat versterkt de

verdovende werking en verhoogt risico’s.

- Zwangere vrouwen worden afgeraden om lachgas te gebruiken.

- Wees alert op signalen van je lichaam en stop ermee als je klachten krijgt.

- Neem lachgas alleen als je je fysiek en mentaal prettig voelt.

- Combineer het lachgas niet met andere drugs, daardoor merk je minder vaak van

de werking van lachgas en hierdoor kun je ongemerkt te veel lachgas binnenkrijgen

waardoor je vergiftigt raakt.

- Als je erg verkouden bent neem dan geen lachgas, want die zet uit in lucht en je

trommenvlies kan springen als je hoofd ‘‘verstopt’’ is. Bij oorpijn kan je soms

permanente gehoorschade oplopen.

- Zodra je teveel lachgas en te weinig zuurstof in je hebt leidt dat tot

hersenschade.

Teveel lachgas en te weinig zuurstof leidt onder meer tot schade aan de hersenen en

kan ook oorzaak zijn tot de dood. Hier zijn verschillende manieren om genoeg

zuurstof binnen te krijgen:

- Neem je ballon niet in één keer helemaal leeg, maar neem pauzes.

- Inhaleer eerst wat lucht in en dan inhaleer je lachgas uit de ballon.

- Eerst blaas je wat lucht in de ballon en daarna adem je een paar keer lucht in

voordat je het lachgas inhaleert.

Maar de beste tip is uiteraard; geen lachgas gebruiken!

Figuur 9. Dat lachgas wordt afgeraden voor zwangere

vrouwen wilt niet zeggen dat het ook afgeraden wordt bij de

bevalling, integendeel het kan juist de pijn bestrijden bij de

bevalling.

12

Wat zijn de gewenste- en ongewenste effecten

van Lachgas?

Bij het gebruik van Lachgas zijn er

natuurlijk gewenste en ongewenste

effecten. Een aantal gewenste effecten

zijn dat je je high voelt, zoals bij sommige

drugs. Je wordt er vrolijker en je moet er

veel van lachen.

Soms kan je ook een warm gevoel krijgen

en geluiden kunnen in elkaar overlopen.

Heel soms ervaar je gevoelens en

gedachten die eerder onbewust waren en

daarbij kun je soms dingen zien of horen die er niet zijn, dat wordt ook wel

hallucineren genoemd.

Wat ongewenste effecten betreft, bij te veel lachgas kun je flauwvallen en je dus

eventueel verwonden. Als je een volle maag hebt kun je misselijkheid oplopen en dus

misschien overgeven. Ook bij teveel lachgas kan je hoofdpijn krijgen, heel soms een

kater. En bij sommige mensen kunnen zich onrustig of angstig voelen, zoals in een

nachtmerrie.

Zie bron 4.

Waar en hoe wordt het geproduceerd?

Lachgas kan worden gemaakt door het verwarmen van ammoniumnitraat in een

reageerbuis, dat voorzien is van een gasopvangsysteem. Bij het verwarmen van

ammoniumnitraat komen twee stoffen vrij, ammoniakgas en waterstofnitraat

(salpeterzuur), maar door waterverdringing waardoor er opvang onder water ontstaat,

krijg je lachgas.

Lachgas bestaat uit N-N-O-moleculen en die iso-elektronisch zijn met CO2, NO2+ en

N3-. Andere mogelijkheid is om Lachgas te bereiden, zoals bij ontleding van

nitratenionen of van hyposalpeterigzuur:

Zie bron 2 en 15.

Figuur 10. Lacherig word je zeker van!

13

Hoe zit het met de wet en Lachgas?

Sinds juli 2016 was het verkoop van Lachgas in ballonnen onder de Waren wet (wet die

de samenstelling en keuring van levensmiddelen regelt). Vroeger was dat onder de

Geneesmiddelenwet (regelt in Nederland zaken rondom de productie, de handel, het

voorschrijven en verstrekken van geneesmiddelen).

Een gaspatroon is bij een groothandel legaal verkrijgbaar en ook het gebruik ervan is

legaal in Nederland. Soms op feestjes zijn er lachgasballonnen te koop. De politie die

trad op tegen de verkoop, maar als dat ook in de toekomst nog zo zal zijn is nog niet

duidelijk, omdat de toezicht nu op de Warenwet bij de Voedsel en Waren Autoriteit

ligt. De verkoop van Lachgas mag absoluut niet in strijd zijn met de Warenwet.

Het is nog niet duidelijk welke consequentie de wijziging met betrekking tot de

Warenwet verder heeft.

Zie bron 5 en 6.

Soorten en prijzen Lachgas

In een club of festival wordt vaak om één muntje gevraagd voor een ballon met

Lachgas.

Eén muntje kost ongeveer €2,50 maar uiteraard verschilt dat per club of festival.

Voor 15 euro kan je in de groothandel een doos kopen met 50 slagroompatronen, maar

als je kleinere hoeveelheden wilt aanschaffen kun je dat in de winkel kopen en die zijn

wat duurder.

Zie bron 7.

Figuur 11. Gemiddelde prijs van lachgas muntje

14

Verslavingskans van Lachgas

Soms zijn er mensen die op een avond te veel Lachgas nemen en daarbij treedt

hoofdpijn en misselijkheid op, maar de kans op verslaving is zeer klein.

Enkele gevallen waren wel als een verslaving beschreven, zoals bij tandartsen die

gemakkelijk aan lachgas kunnen komen. Door dit gas leidde het tot lichamelijke

afhankelijkheid.

Zie bron 8.

Lachgas en het verkeer Lachgas duurt maar heel kort en

voor je gevoel is het ook redelijk

snel uitgewerkt. Het grote risico

achter het gebruik van Lachgas is

dat nadat je het gebruikt hebt en

het uitgewerkt is, je urenlang niet

alert kunt zijn.

Bij deelname aan het verkeer is

zeer gevaarlijk voor de gebruiker

van lachgas en de weggebruikers ,

dus het is zeker af te raden om deel te nemen aan het verkeer na het gebruik van

lachgas.

Zie bron 9.

Slagroom

De room wordt niet geslagen dus de spuitroom uit een bus is eigenlijk geen slagroom,

dus er ontstaat ook geen stevige structuur in de slagroom. De luchtigheid in de

slagroom komt door lachgas op te lossen in de room en als de room uit de houder

onder de druk stroomt komt het lachgas uit de oplossing en vormt er belletjes in de

room.

Uiteindelijk mengt het lachgas

met de lucht en de slagroom en

zakt het snel in dus dan wordt het

een soort van melk.

Zie bron 10.

Figuur 12. Vind je deze patronen op straat?

Figuur 13. Mmmmm……. Slagroom!

15

Lachgas en het milieu

Lachgas hoort bij de broeikasgassen. De broeikaswerking is ongeveer 300 keer zo

groot dan koolstofdioxide (CO2), maar over het algemeen is de uitstoot van Lachgas

heel beperkt. Het duurt ongeveer 150 jaar voordat Lachgas wordt afgebroken.

Lachgas wordt tot 7% van het broeikaseffect verklaart, dus het wordt ook tot de

belangrijkste broeikasgassen gerekend en er is een stijgende aandacht voor het

negatieve effect op de ozonlaag (lage ozon in de atmosfeer). Daarom zou het lachgas

in spuitroom verboden moeten worden.

33,5% van de landbouw met name van mest en kunstmest is een belangrijke bron van

lachgas. Bij het omploegen van grasland komt ook Lachgas vrij. 38,2% van de

chemische industrie is ook een belangrijke bron voor Lachgas. 28% komt van

verbranding van fossiele brandstoffen en 11% van afvalverbranding.

Zie bron 11.

Figuur 14. Hoeveelheid broeikasgassen

16

Lachgas in motoren

De Duitse vliegtuigindustrie ontdekte in de Tweede Wereldoorlog dat bij het

toevoegen van lachgas in de verbrandingskamers van de interne verbrandingsmotor

dat het vermogen van de motor verhoogd word.

Het GM-1 systeem voegde lachgas toe aan de inlaat van de motor van duizenden

Duitse gevecht- en verkenningsvliegtuigen om de lage luchtdichtheid van

zuurstofarmoede op grote hoogten te kunnen compenseren.

De Britse luchtmacht genaamd Royal Air Force gebruikte ook lachgas op de

prestatievermogen van vliegtuigmotoren te verhogen.

Als de temperatuur stijgt tot 296 °C dan ontbindt lachgas in stikstof en zuurstof.

Dus wanneer het wordt toegevoegd in het inlaatspuitstuk van de motor dan wordt het

de verbrandingskamer ingezogen. Vervolgens als bij de compressiefase de

temperatuur een hoogte heeft van 296 °C, dan zal er een zuurstofrijke mix ontstaan.

Supercharger is een effect die ontstaat door de inspuiting van lachgas met extra

brandstof, dus een grotere compressieverhouding in de motor. Bij auto’s werken

lachgasinstallaties als een naverbrander bij een straaljager. Het wordt voor een korte

periode gebruikt van verhoogd vermogen van ongeveer 25 tot 35% verhoging.

Nitro (afkomstig van het Engelse woord nitrous) is lachgas in voertuigen. NOS is een

term die in de Verenigde Staten gebruikt wordt en dat staat voor Nitrous Oxide

System. Meeste mensen gebruiken de term NOS het vaakst, omdat ze dit zien als

standaard nitro in voertuigen. Nitro moet niet verward worden met de term

nitromethaan, dat is een Top-Fuel brandstof die soms gebruikt wordt in dragraces.

Zie bron 12.

Figuur 15. Lachgascilinder op een

motorfiets die in een dragrace wordt

gebruikt.

17

Invloed op vitamine B12-status

Vitamine B12 wordt door lachgas in een onwerkzame analoog ingezet door een sterk

oxiderende werking op kobalt. Hierdoor wordt het enzym methioninesynthase (een

sleutelenzym) in de methionine en foliumzuurstofwisseling sterk geremd, door dit

ontstaan er hyperhomocysteïnemie en de neurologische gevolgen van vitamine B12-

deficiëntie op de loer liggen.

Helaas voor de dierenliefhebbers, maar lachgas wordt ook gebruikt bij dierproeven

om dieren een B12-gebrek te bezorgen. Bij mensen kan het B12- deficiëntie

veroorzaken en zeker bij mensen die een marginale vitamine B12-reserve.

Vitamine B12 tekort kan psychische stoornissen met een geschiedenis van

lachgasmisbruik of -blootstelling veroorzaken.

Zie bron 13.

Figuur 16. Vitamine B-12, komt uit dierlijke producten

18

Logboek

DATUM WAT GEDAAN? AANTAL UUR

8 september 2016 Plan van aanpak maken. 8

12 september 2016

(12.05 uur)

Plan van aanpak inleveren bij meneer

Siekerman.

2

19 september 2016 Voorpagina, voorwoord, samenvatting

vooraf en inleiding.

7

20 september 2016 Hoofdvraag, deelvragen, basisinformatie,

geschiedenis van Lachgas

8

21 september 2016 Effect op menselijk lichaam, gebruik van

Lachgas, tips voor gebruik, gewenste-

ongewenste effecten, waar en hoe en de

wet

8

22 september 2016 Soorten en prijzen, verslavingskans, het

verkeer, slagroom, het milieu, motoren,

B12, logboek, conclusie, nawoord en

bronvermelding

8

23 september 2016 Het theoretische deel inleveren. 2

17 november 2016 Informatie verzamelen voor practica. 5

21 december 2016 Van plan om lachgas te maken. 4

18 februari 2017 Receptuur uitgewerkt 2

20 februari 2017 Afmaken van verslag 6

24 februari 2017 Maken van presentatie 8

26 februari 2017 Oefenen van presentatie 3

28 februari 2017 Oefenen van presentatie 3

01 maart 2017 Oefenen van presentatie 3

Totaal 85 UUR

19

Lachgas maken

Benodigde chemicaliën en spullen:

Ammoniumnitraat (NH4NO3): 3 gram

PET-flesje 500 mL of bekerglas: 1

Erlenmeyer 50 mL: 1

Doorboorde stop: 1

Buisjes, slangetjes: enige

Waterbak of pan: 1

Statief, brander enz.

Voorbereiding:

Lachgas ontleent zijn naam aan de wat bedwelmende, vrolijk makende werking.

Vroeger werd het daarom vooral gebruikt als narcosemiddel bij operaties.

Snuif er niet teveel van op, dat is bepaald niet gezond!

Bouw de opstelling zoals op de tekening. De fles of het bekerglas moet aanvankelijk

geheel gevuld zijn met water. De bak waarin de fles staat moet groot genoeg zijn om

ook al het water te kunnen bevatten dat aan het begin in de fles zit. Het is handig om

de fles rechtop te vullen in een diepe pan waarin de fles omgekeerd komt te staan.

Indien mogelijk is het verstandig ook de fles vast te klemmen aan het statief.

Doe het ammoniumnitraat in de erlenmeyer en doe de stop met het buisje er goed op.

Zorg dat het toevoerbuisje aan de andere kant niet onder de fles uit kan schieten.

Gebruik bij een gasbrander een gaasje met keramisch hart tussen de brander en de

erlenmeyer. Bij een spiritusbrander of een hot plate hoeft dat niet.

Uitvoering van de proef:

Verwarm de erlenmeyer met een klein vuurtje zodat de gasvorming niet te hard gaat.

Bij grotere hoeveelheden kan ammonium­nitraat explosief ontleden, maar bij rustig

verhitten zal het wat blaasjes vormen en zal er gas in de fles bubbelen. Als de fles vol

is of als er geen bubbels meer komen, haal dan de fles weg en doe er - onder water -

een stop op. Haal de buis of slang uit het water. Zorg dat er geen water meer in de

buis/slang zit, en beëindig dan pas het verwarmen van de erlenmeyer. Anders kan er

water in de erlenmeyer worden gezogen en dan sneuvelt je glaswerk.

In de fles zit nu lachgas (N2O) dat 53% zwaarder is dan lucht.

20

Verklaring:

Bij verwarming wordt ammoniumnitraat ontleed:

NH4NO3 (s) → N2O (g) + 2 H2O (g...l)

Het lachgas verdringt het water in de fles; de waterdamp condenseert er tot water.

Na afloop van de proef:

Als er al wat overblijft, kan dat zonder bezwaar door de gootsteen. Het lachgas kun

je bewaren.

Naschrift:

Met een iets gewijzigde opstelling

(zie hiernaast) kun je een

interessante bepaling doen. De

samenstelling van lucht is 80%

stikstof en 20% zuurstof. Daaruit

kun je de molaire massa berekenen:

die is ca. 29 g/mol. Die van N2O is

44 g/mol. Hoger dus, waardoor het

lachgas in de fles zal blijven en de

lucht zal verdringen.

De reageerbuis in de beker met ijs

dient om het ontstane H2O te

condenseren en vast te houden.

Weeg de droge, lege petfles met

dop. Produceer vervolgens royaal

meer dan 500 mL lachgas door ca. 5 gram ammonium­nitraat droog te verhitten en

het gas in de rechtopstaande fles te leiden. Doe het dopje erop en weeg opnieuw. De

fles met lachgas blijkt nu ca. 0,34 gram zwaarder te zijn dan de "lege" met gewoon

lucht.

Je kunt nu berekenen hoeveel liter een mol (van elk) gas bij de temperatuur en druk in

je lab inneemt. Immers, het gewichts­verschil komt overeen met het gewicht van 500

mL gas met molaire massa van 44-29=15 g·mol-1. Eén L gas weegt 0,68 gram, dus 15

gram van dit verschilgas is 15/0,68 = 22 L. Dit is dus het volume van elke Mol gas.

Zie bron 15.

21

Nadere beschouwingen

Terugslag kan effectief worden voorkomen als je het toevoerbuisje of -slangetje

hoog in de omgekeerde fles laat eindigen. Als het waterpeil zakt, steekt het buisje

even later zó hoog dat er geen water maar gas wordt aangezogen zodra de druk

wegvalt.

Bij gassen, alle gassen, wordt de afstand tussen de moleculen alleen bepaald door de

druk en de temperatuur. Dus het gewicht van een zekere hoeveelheid gas hangt af van

de molaire massa. Lucht is voor ca. 80% stikstof en 20% zuurstof volgens tabel 83c in

Binas. De gemiddelde molaire massa is dus ongeveer 0,8 die van N2 + 0,2 die van

O2, d.w.z.0,8x28+0,2x32=28,8 g·mol-1. Lachgas, N2O, heeft als molaire massa 44 g·mol-

1. Dat is ruim 1½ maal die van lucht. Het gas zal dus netjes in de fles blijven.

Lachgas komt ook voor als drijfgas in een spuitbus slagroom.

Je kunt het gas, als de slagroombus leeg genoeg is, op vergelijkbare wijze opvangen.

Dat is ook veiliger dan ammoniumnitraat verhitten.

Je kunt op een balans de petfles vóór de proef wegen. Maar het probleem is dat een

fles lucht (althans de lucht) "niets" weegt doordat de lucht om de fles heen werkt als

een soort zwembad waar alles een beetje in drijft. Weeg je een liter water onder

water, dan weegt dat water dus niets. Weeg je een liter lucht in lucht, dan weegt dat

ook niets.

Alle liters van welke stof ook, wegen een liter lucht minder, tenzij je op de maan

staat. Weeg je dus 1 liter N2O, lijk je 1 liter N2O minus 1 liter lucht te wegen. Het

N2O dat je gewogen hebt, lijkt een molaire massa van 44-29=15,2 g·mol-1 te hebben.

Gewogen is 500 mL lachgas. De (schijnbare) massa was 0,34 g; een liter N2O weegt

dus 0,68 g. Om een mol te hebben moet je 15,2 g hebben. Dus 15,2/0,68=22 keer

zoveel. Kortom, 22 L lachgas is een mol lachgas.

En dat geldt voor alle gassen: Bij deze

temperatuur heeft een mol gas een volume van

22 L. Dit heet het gasmolvolume.

Nawoord:

Uit de bovenstaande tekst kun je al uitmaken

dat het niet moeilijk is om zelf lachgas te gaan

maken. Dus zoals ik al eerder zei, lachgas kun

je overal krijgen en ook maken. Maar pas op,

gebruik “uw zelf gemaakte” lachgas het liefst

niet! En geen inname van lachgas zonder ballon,

dat kan uw lippen en luchtwegen laten

bevriezen. Bij toch eventuele inname altijd een

ballon gebruiken en volg de stappen die eerder

zijn aangegeven in dit werkstuk.

22

Chemische berekening

NH4NO3 (s) N2O (g) + 2H2O (g...l)

M=80 g/mol M=44 g/mol M=18 g/mol

5 gram NH4NO3

Bewijs van de wet van behoud van massa

1) g mol : 5 g = (5/80) = (1/16) mol NH4NO3

Dit levert (1/16) mol N2O én (1/8) mol H2O

Ofwel (1/16) x 44 = 2,75 g N2O

(1/16) x 18 x 2 = 2,25 g H2O +

5 g Klopt!

(g)voor = (g)na Wet van behoud van massa!

5 gramvoor = 5 gramna

Bepalen van hoeveelheid gevormd lachgas

2) T = 0 oC , 1 atm: 1 Mol gas = 22,4 L

(1/16) mol N2O = (1/16) x 22,4 x 1000 = 1400 ml N2O (g)

Berekening gewicht van 500 ml petfles, lucht en lachgas

3) 500 ml N2O (g) = (500/1400) x 2,75 = 0,98 g

500 ml Lucht (g) = (500/1000) x (1/22,4) x 28,8 = 0,64 g -

Mlucht = 28,8 g/mol 0,34 g zwaarder

80% N2 = 0,8 x 28 = 22,4

20% 02 = 0,2 x 32 = 6,4 +

28,8 g/mol

: M

23

Conclusie

Mijn conclusie is dat lachgas een interessante gas is, die best vaak gebruikt wordt

zonder dat wij daar enige benut van weten. Lachgas heeft zowel veel voor- als

nadelen. Het kan een vermaak bron zijn, maar het kan ook ernstige gevolgen hebben

van lichamelijk tot aan het verkeer. Nu dat ik er meer van weet is juist beter, want

dan kan ik er beter mee omgaan en andere mensen om mij heen vertellen wat lachgas

is en wat het inhoudt.

Ik heb in ieder geval veel over lachgas geleerd, en ik vond dit een leerzaam en

interessant onderwerp om er onderzoek over te doen. Mijn doel hierbij is dat de

lezers van dit werkstuk wat meer weten van Lachgas. En dat het een levensbedreigend

gas kan zijn.

Nawoord

Ik wil graag meneer Siekerman bedanken voor zijn begeleiding in dit werkstuk, alle

medeleerlingen die mij ook hebben geholpen en uiteraard de heer Galenkamp voor zijn

hulp en tips.

24

Bronvermeldingen

1. Chorea minor (2012). Lachgas N2O. Geraadpleegd op 20 september 2016, via

http://www.okcompleet.info/Menu_Item_Modules/Modules_files/PZT_Neurologie_v

oor_de_anesthesie.html

2. Wikipedia Foundation, Inc. (z.d.). Distikstofmonoxide. Geraadpleegd op 20

september 2016, via https://nl.wikipedia.org/wiki/Distikstofmonoxide

3. Historia. (z.d.). Lachgas of ether: een felle strijd tussen tandartsen. Geraadpleegd

op 20 september 2016, via http://historianet.nl/wetenschap/geneeskunde/lachgas-

of-ether-een-felle-strijd-tussen-tandartsen

4. Gezondheid&co. (2014). Experimenteren met lachgas. Hoe werkt dat? En wat zijn

risico’s? Geraadpleegd op 20 september 2016, via

http://www.gezondheidenco.nl/138821/lachgas-experimenteren-met-ballonnetjes/

5. Drugsinfoteam. (2016). Lachgas - Feiten. Geraadpleegd op 21 september 2016, via

http://drugsinfoteam.nl/drugsinfo/lachgas/lachgas-feiten/

6. Jellinek. (2016). Lachgas en de wet. Geraadpleegd op 21 september 2016, via

https://www.jellinek.nl/informatie-over-alcohol-drugs/lachgas/basisinfo-over-

lachgas/lachgas-en-de-wet/

7. Jellinek. (2016). Soorten en prijzen lachgas. Geraadpleegd op 21 september 2016,

via https://www.jellinek.nl/informatie-over-alcohol-drugs/lachgas/basisinfo-over-

lachgas/soorten-en-prijzen/

8. Jellinek. (2015). Verslavingskans van lachgas. Geraadpleegd op 21 september 2016,

via https://www.jellinek.nl/informatie-over-alcohol-drugs/lachgas/basisinfo-over-

lachgas/verslavingskans/

25

9. Jellinek. (2015). Lachgas en verkeer. Geraadpleegd op 21 september 2016, via

https://www.jellinek.nl/informatie-over-alcohol-drugs/lachgas/basisinfo-over-

lachgas/lachgas-en-verkeer/

10. Scholieren. (2004). N2O lachgas. Geraadpleegd op 21 september 2016, via

http://www.scholieren.com/werkstuk/19783

11. Wikipedia Foundation, Inc. (z.d.) Distikstofmonoxide. Geraadpleegd op 22

september 2016, via https://nl.wikipedia.org/wiki/Distikstofmonoxide

12. Wikipedia Foundation, Inc. (z.d.) Distikstofmonoxide. Geraadpleegd op 22

september 2016, via https://nl.wikipedia.org/wiki/Distikstofmonoxide

13. Wikipedia Foundation, Inc. (z.d.) Distikstofmonoxide. Geraadpleegd op 22

september 2016, via https://nl.wikipedia.org/wiki/Distikstofmonoxide

14. Scholieren. (2004). N2O lachgas. geraadpleegd op 20 september 2016, via

http://www.scholieren.com/werkstuk/19783

15. Chemie vermaseren. (2012). Proef 32 lachgas maken. geraadpleegd op 20 januari

2017, via http://chemie.vermaseren.nl/Proef32.htm