Roken

Deze post bestrijkt de interessantere fragmenten uit ‘Roken’, mijn jaarwerk uit 2005.

Grotendeels een beschrijving van de uitvoering van een practicum dat mijn vader destijds als leraar hield. Al bij al leverde het een mooie score op, foute haardos en pseudo-wetenschappelijkheid ten spijt.

Inleiding

Héél lang geleden kreeg ik op de NOS een aflevering uit een educatieve tekenfilmreeks van midden de jaren 1980 te zien omtrent roken. De Frans-Canadese animatiereeks – wie herinnert zich de titel nog? – handelde altijd rond gezondheid.

De serie verpersoonlijkt o.a. nicotine en teer, en hoe die tekeer gingen in de longen van de mens. O.a. de werking van de trilhaartjes in de luchtpijp werd uitgelegd, of hoe sigarettenrook ze lam legt waardoor andere stoffen, niet noodzakelijk afkomstig uit tabaksrook, vrij spel krijgen.

Nadien ben ik nog allerlei artikels over roken gaan lezen. Ik was wat gefascineerd door het waarom mensen roken, gezien het eigenlijk zeer ongezond is. Vandaar de motivatie voor de experimenten uit dit werk.

Experiment 1: Extractie van teerproducten uit tabak

Principe

Bij deze proef werd gebruik gemaakt van weging, extractie, destillatie en procentberekening.

De teer werd uit de tabak van 4 filtersigaretten geëxtraheerd. Er werd hierbij gebruik gemaakt van ethanol als oplosmiddel. Achteraf werd het percentage teer op de oorspronkelijke hoeveelheid tabak berekend.

Deze proef werd driemaal uitgevoerd, telkens met verschillende types sigaretten.

Uitvoering

Eerst moeten de filtersigaretten van hun papieren omhulsel en filter ontdaan worden. De rest van de sigaret, de tabak dus, wordt gewogen en het gewicht ervan genoteerd (cf. tabellen onder ‘Proefresultaten’). Zo verkrijgen we meetresultaat 1.

Afbeelding 1
Afbeelding 1: Deel van de proefopstelling

Vervolgens wordt de tabak in een kookkolf met ethanol ondergedompeld, waarna het geheel gedurende een dertigtal minuten boven een bunsenbrander wordt geplaatst.

Deze opstelling (cf. afbeelding 1) zorgt ervoor dat de teerproducten oplossen in de ethanol, waardoor ze de tabak verlaten (extractie).

Om te voorkomen dat de ethanol vroegtijdig gaat verdampen, wordt op de kookkolf een liebigkoeler geplaatst. Deze zorgt er dan voor dat gasvormige ethanol terug condenseert en terugvloeit in de kookkolf indien nodig.

We gebruiken verder een erlenmeyer met een capaciteit van 250 ml. om het filtraat van de inhoud van de kookkolf in op te vangen.

Vermits we later het gewicht van de inhoud van deze erlenmeyer zullen moeten wegen, zullen we die eerst zonder inhoud wegen (meetresultaat 2). Bij de filtratie maken we gebruik van een zelfgemaakte papieren filter om de tabaksresten en het vloeibare mengsel met ethanol en teerproducten van elkaar te scheiden (cf. afbeelding 2) na afkoeling.

Afbeelding 2
Afbeelding 2: Gele vloeistof bevat ethanol en teerproducten

Nu dienen nog enkel de teer en de ethanol van elkaar gescheiden te worden. Ethanol heeft als voordeel dat het een laag kookpunt heeft, waardoor het bij matige verwarming al snel verdampt. De teerproducten zullen door destillatie over blijven in de erlenmeyer.

De opstelling (cf. Afbeelding 3) bestaat ook nog uit een vigreuxkolom en een liebigkoeler. Deze laatste brengt onder een licht hellend vlak de gecondenseerde ethanol naar een maatbeker.

Na verloop van tijd is merkbaar dat de oorspronkelijke lichtgele vloeistof verandert in een donkere, kristalvormige afzetting. Dit is een teken dat alle ethanol bijna verdampt is en dat de erlenmeyer bijna alleen nog maar teerproducten bevat.

De bunsenbrander wordt wel stilgelegd nog voordat alle ethanol is verdampt, omdat er anders schadelijke stoffen (teer) zouden kunnen vrijkomen, en het tevens is het ook slecht voor het gebruikte labo-materiaal. We moeten dus enkele dagen wachten op meetresultaat 3, een wachttijd die de ethanol nodig heeft om uit zichzelf te verdampen.

Afbeelding 3: Opstelling eerste experiment
Afbeelding 3: Opstelling eerste experiment

Visuele Resultaten

Afbeelding 4: Teerafzetting na ca. 10 minuten destilleren
Afbeelding 4: Teerafzetting na ca. 10 minuten destillatie
Afbeelding 5: Teerafzetting
Afbeelding 5: Teerafzetting

Proefresultaten

Vooreerst stellen we een tabel op waarop de gemeten resultaten komen te staan:

Uitvoering proef

1e

2 e

3 e

Meetresultaat 1

3,85 g

3,36 g

3,30 g

Meetresultaat 2

119,91 g

121,53 g

120,46 g

Meetresultaat 3

121,13 g

122,35 g

121,26 g

Hierbij is:

  • Meetresultaat 1 het gewicht van de tabak uit 4 sigaretten;
  • Meetresultaat 2 het gewicht van de erlenmeyer van 250 ml zonder teerproducten;
  • Meetresultaat 3 het gewicht van de erlenmeyer mét teerproducten.

Het massaprocent van teerproducten per hoeveelheid tabak uit 4 sigaretten (en bijgevolg dus ook per sigaret) kan worden berekend door:

(gewicht erlenmeyer mét teer – gewicht erlenmeyer zonder teer X 100) / (gewicht oorspronkelijke hoeveelheid tabak)

Toegepast op de individuele heruitvoeringen van de proef geeft dit respectievelijk voor:

Uitvoering 1

Uitvoering 2

Uitvoering 3

(121,13 – 119,91 x 100) / 3,85
= 31,69 %

(122,35 – 121,53 x 100) / 3,36
= 24,41 %

(121,26 – 120,46 x 100) / 3,30
= 24,24 %

Conclusies

  • De verschillende gebruikte merken en soorten sigaretten zorgen voor een verschillend resultaat. Men kan hieruit stellen dat niet alle sigaretten evenveel teerproducten bevatten en niet alle sigaretten even groot zijn (dit laatste kan uiteraard met het blote oog bevestigd worden).
  • Het gemiddelde percentage teerproducten per sigaret bedraagt 26,78% (4 sigaretten over 3 uitvoeringen van deze proef zorgen dat dit gemiddelde gebaseerd is op een meting uit 12 sigaretten). Ongeveer ¼ van de gemiddelde sigaret uit deze proef blijkt één of ander teerproduct te zijn.

Experiment 2: CO2 en schadelijke stoffen in tabaksrook

Deze proef bestaat erin om d.m.v. kalkwater en aceton respectievelijk de aanezigheid van CO2 en schadelijke stoffen in tabaksrook visueel aan te tonen. De proefopstelling is te zien op afbeelding 6 en afbeelding 7.

Naarmate de sigaret opbrandt, zien we dat het kalkwater troebel wordt. Dit is te verklaren doordat het kalkwater (Ca(OH)2-oplossing) reageert met CO2 waardoor CaCO3-neerslag ontstaat, volgense volgende reactievergelijking:

CO2 + Ca(OH)2 –> CaCO3 + H2O

Het oplosmiddel (aceton) verkleurt sterk omwille van de aanwezige gassen. Beide resultaten zijn te zien op afbeelding 8. De filterwatten zijn op hun beurt te zien op afbeelding 9.

Afbeelding 6: Proefopstelling 2
Afbeelding 6: Proefopstelling 2
Afbeelding 7
Afbeelding 7: Schema proefopstelling 2
Afbeelding 8: Kalkwater en aceton
Afbeelding 8: Kalkwater en aceton
Afbeelding 9: Berookte watte
Afbeelding 9: Berookte watte

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *