Scienceshow/Vejledninger/Skumpølse og leverskumpølse

Formål

At lave en flot skumpølse der sprøjter op af en flaske.

Sikkerhed

Sikkerhedsklasse

• Farlig - Vær opmærksom på ætsende stoffer og potentielt voldsom reaktion ved for store mængder.

Påkrævet sikkerhedsudstyr

• Showfolk: Briller/kittel/gummihandsker/våd klud og spand med vand/øjenskylleflaske
• Tilhørere: Skal stå med et par meters sikkerhedsafstand.

Sikkerhedsmomenter

1. Det er ekstremt vigtigt at bruge gummihandsker når man laver disse forsøg. 35 % hydrogenperoxid og kaliumpermanganat er særdeles ubehageligt at få på huden. Husk også handsker under oprydningen.
2. Ligeledes er det vigtigt at have briller på, da man kan risikere at miste synet, hvis man får disse ting i øjnene.
3. Hvis skumpølsen er rigtig glad så springer den meget hurtigt op af kolben – så gælder det om at trækker arme og næse til sig i en fart.
4. Hvis man finder på at lavet showet udendørs, så bør man iføre sig ansigtsskærm og man bør evt. sætte en skærm op mellem showbordet og publikum, for skumpølsen vil flyve noget rundt i blæsevejr.
5. Skummet indeholder stadig en del ureageret H₂O₂, og kaliumpermanganat, som man skal være forsigtig med – både under show og oprydning.
6. Vær forsigtig med det varme vand, hvis du koger det.

Kemikaliedeklaration:

1. 35 % hydrogenperoxid (H₂O₂): Farveløs væske. Stærkt ætsende – kraftigt reduktionsmiddel. Ødelægger hudceller momentant. Ved hudkontakt, skyl straks med rigeligt vand. Ingen langtidseffekt kendt. Ved reaktion dannes vand og ilt.
2. Kaliumpermanganat (KMnO₄): Violet pulver. Kraftigt oxidationsmiddel. Brandnærende. Giftig ved indtagelse; indtagelse af 10 gram kan være dødeligt. Kaliumpermanganat er giftigt for vandlevende organismer. Undgå at få kaliumpermanganat på huden.
3. Lever: Ufarlig med mindre man indtager det i rå tilstand. Kan indeholde bakterier og have en kraftig lugt af blod.

Affaldshåndtering: Alle væsker samles op i transportabel affaldsbeholder og hældes ud i vask med rigeligt rindende vand eller afleveres som kemikalieaffald. Servietter og lignende brugt ved oprydning smides i plasticpose, som lukkes tæt så evt. kemikalie-rester ikke siver ud. Posen kan smides i almindeligt affald. Lever skal smides i affald – ikke i håndvask.

Materialer

De mængder som er angivet i det følgende bruges ved store demonstrationsforsøg. Man kan sagtens få en fin reaktion i mindre målestok ved at bruge mindre mængder og glasvarer. Det er faktisk en god ide at prøve sig frem med mindre mængder, da oprydningsarbejdet så bliver mindre.

Kemikalier:

• 35 % hydrogenperoxid også kaldet brintoverilte (H₂O₂) (fås i Matas)
• Kaliumpermanganat (KMnO₄)
• Opvaskemiddel
• Varmt vand
• evt. lever

Værktøj:

• 2 stk. 1500 ml koniske kolber
• 2 stk. 1 l bægerglas
• 3 stk. måleglas (100 ml)
• sorte affaldssække
• evt. elkedel
• evt. stavblender

Fremgangsmåde

Spaltning af hydrogenperoxid med enzymer:

1. Lav en dug ved at klippe en stor, sort, plasticsæk op og læg den over arbejdsbordet.
2. Put leveren i det ene store bægerglas og blend den med lidt varmt (ikke over 60 °C) vand. Hæld den op i en 500 ml konisk kolbe og stil den midt på sækken. (Stil blenderen i det andet store bægerglas, der fyldes med vand. Indtørret lever er ikke nemt at fjerne!).
3. Tilsæt 100 ml 35 % hydrogenperoxid.

Spaltning af hydrogenperoxid med kaliumpermanganat:

1. Lav en dug ved at klippe en stor, sort, plasticsæk op og læg den over arbejdsbordet.
2. Placer en 1500 ml konisk kolbe på midten af sækken.
3. Put 1 tsk. kaliumpermanganat i ca. 400 ml varmt vand (nykogt!) i en 1500 ml konisk kolbe og derefter 50-100 ml opvaskemiddel, og slyng kolben rundt for at få blandet ingredienserne.
4. Mens væsken stadig er i bevægelse kastes (hældes hurtigt!) 50 ml hydrogenperoxid ned i kolben med en hurtig, men kontrolleret bevægelse.

Ved begge forsøg vil man se, at opvaskemidlet bliver pustet op så man får en skumpølse, der evt. bevæger sig op over kanten på kolben. Med en vis øvelse kan man få skumpølsen til at springe op af kolben, især ved kaliumpermanganat-reaktionen. Man kan eksperimentere med om man synes, det virker bedst at ”kaste” hydrogenperoxid eller en stærk kaliumpermanganat-opløsning i kolben med de øvrige ingredienser.

Forklaring

Leverskumpølse: Inde i vores krop bliver der i forbindelse med generel metabolisme og immunforsvarsreaktioner dannet hydrogenperoxid. Da det er giftigt for vores celler (ligesom det også er giftigt for bakterier) er det derfor vigtig at nedbryde det igen. Leveren nedbryder hydrogenperoxiden til vand og oxygen (det er oxygen, som er en gas, der blæser opvaskemidlet op) ved hjælp af enzymer (katalaser).

2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂

Hydrogenperoxid er også det vi bruger til at rense sår med, dog i en noget svagere opløsning. Til eksperimentet her anvender vi en 35 % opløsning, mens det man bruger til at rense sår med er 1-3%.

I stedet for leverkatalase kan vi jo bruge kaliumpermanganat:

Kaliumpermanganat reagerer med hydrogenperoxid til bl.a. vand og oxygen. Også her er det dannelsen af oxygen (på gasform) og vanddamp, der sammen med sæben bevirker, at vi får dannet skumpølsen.

3 H₂O₂ (l) + 2 MnO₄^- (aq) → 3 O₂ (g) + 2 MnO₂ (s) + 2 OH^- (aq) + 2 H₂O (g)

Show noter

Skumpølsen er en god måde at vise, at en biologisk eller kemisk reaktion kan danne gas i store mængder meget hurtigt.

• Vær opmærksom på brugen af ordene hydrogenperoxid og brintoverilte. Brug dem ikke i flæng – vælg det ene og brug det konsekvent! Brinteroverilte er ofte det bedste, da også (kalium)permanganat hedder noget med per-. På den anden side er hydrogenperoxid, det moderne ”kemiske” navn, så ved show for gymnasieelever kan ” hydrogenperoxid” være at foretrække.
• Som start kan man hælde lidt hydrogenperoxid på et stykke lever direkte. Man kan tydeligt se, at der sker en reaktion – det bruser og vævet bliver hvidt.
• Når reaktionen i kolben med lever er forløbet til ende, så kan publikum mærke, at kolben er blevet varm – det er altså en energiproducerende – exotherm – reaktion.
• Disse forsøg SVINER meget, så dæk af, dæk af, dæk af. Hvis man spilder noget kaliumpermanganat eller brintoverilte på gulvet, bordet eller andre steder er det praktisk talt umuligt at få rent igen!! Brune pletter fra brunsten (MnO₂) kan fjernes fra syrebestandige overflader med oxalsyre opløst i vand (følg anvisningen på pakken eller anvend ca. 2 spsk. oxalsyre pr. liter vand).
• Forsøget kræver håndelag og erfaring, så forbered dig før du viser det til andre.

Perspektivering

Forsøgene kan anvendes til at illustrere en reaktion, der foregår i vores krop. I denne sammenhæng kan man bruge forsøget til at fortælle om enzymer/katalyse. Den kan også tjene til illustration af, hvordan brintoverilte virker ved bakteriebekæmpelse f.eks. ved rensning (desinficering) af sår. Endvidere kan man lave en kobling mellem en ”biologisk” reaktion og en ”kemisk reaktion” – vise hvordan kemien og biologien er to sider af samme sag/komplementerer hinanden.