Onderzoekers op glad ijs

Scheikunde

NWT Chemie OnderzoeksprijsNWT nr. 11/2011

Met welk zout kun je het beste de gladheid bestrijden? Bijna duizend scholieren bogen zich voor de tiende NWT Chemie Onderzoeksprijs over de problematiek van gladde wegen, zoutstrooien en vriespuntdaling.

Wetenschap draait niet alleen om resultaten van experimenten, maar ook om het wetenschappelijke debat. Bij de NWT Chemie Onderzoeksprijs, een initiatief van het Onderwijscentrum aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, ervaren leerlingen op middelbare scholen in binnen- en buitenland hoe wetenschap werkt.

Dit jaar gingen in de tiende en laatste editie van de prijs bijna duizend scholieren aan de slag met de problemen rond ijsbestrijding op gladde wegen en strooizout. Ze formuleerden een hypothese, bedachten experimenten en voerden die uit. Vervolgens schreven ze een Engelstalig artikel over hun onderzoek dat ze publiceerden op het internetforum van het project. In de volgende fase, de peer review, konden collega-onderzoekers van andere scholen de artikelen lezen en daarop reageren.

Nadat de artikelen op basis van het commentaar waren aangepast, volgde de publicatie. De jury van de NWT Chemie Onderzoeksprijs, onder voorzitterschap van NWT-redacteur en chemicus Erick Vermeulen, beoordeelde de artikelen en stelde de winnaars vast.

Eerste Prijs
Corrosie
Lieke Wierckx en Rhodé Heddes, OSG Huygens College in Heerhugowaard
Download hier hun onderzoeksartikel

Lieke Wierckx en Rhodé Heddes van OSG Huygens College in Heerhugowaard bogen zich over de problemen van corrosie door strooizout en wonnen daarmee de eerste prijs van de NWT Chemie Onderzoeksprijs 2011 een cheque van €500.

Door corrosie komt de veiligheid van vliegtuigen in het geding, een reden voor luchthavens zoals Schiphol om de gladheid niet te bestrijden met chloriden als keukenzout. Wierckx en Heddes vergeleken in hun onderzoek daarom de organische verbinding ureum met keukenzout. Ze vroegen zich af of er een groot verschil is in het effect van ureum en keukenzout op het smelten van ijs.

Bij het smeltexperiment vulden zij trechters met fijngemaakte ijsblokjes en maten na toevoegen van ureum of natriumchloride, hoeveel water in een buret lekte. Ureum leverde een iets sneller smeltproces op dan natriumchloride. Of dat ureum geschikter maakt voor toepassing op wegen, zodat ook auto’s minder last hebben van corrosie, is nog maar de vraag. Ureum is al gauw driemaal duurder dan steenzout, de goedkoopste vorm van natriumchloride.

Tweede prijs
Gras
Chris Dekker en Myrna Kelfkens, RSG Enkhuizen
Download hier hun onderzoeksartikel

Wat is het effect van strooizout dat in de berm terecht komt op plantengroei? Chris Dekker en Myrna Kelfkens van de RSG Enkhuizen bogen zich over die vraag en wonnen daarmee de tweede prijs, een cheque van €100. Dekker en Kelfkens maten het effect van water en oplossingen van natriumchloride, magnesiumchloride, calciumacetaat en ureum op het ontspruiten van gras.

Hun conclusie is dat alle zoutoplossingen het ontkiemen van het graszaad vertraagden. Nadat de grassprieten boven de aarde uitkwamen, groeiden ze het beste als ze gewoon water of oplossingen van magnesiumchloride of calciumacetaat kregen. Gewoon water was het beste voor de grassen, constateerden ze.

Het organische ureum deed het in hun experiment onverwacht slecht. Bij de gebruikte concentratie was er sprake van rotting onderin de pot. Daarmee diskwalificeert dit zout zich als strooizout.



Derde prijs
Effectiviteit
Caroline Brunstein en Marcelo Moreno, Colégio Bandereitas, São Paolo, Brazilië
Download hier hun onderzoeksartikel

De derde prijs, een cheque van €50, ging naar Caroline Brunstein en Marcelo Moreno van het Braziliaanse Colégio Bandereitas in het Braziliaanse São Paolo. Zij onderzochten de effectiviteit van mengsels van de veelgebruikte strooizouten calciumchloride en natriumchloride. Daartoe bepaalden ze, na toediening van het zoutmengsel aan een hoeveelheid ijs, een half uur lang elke vijf minuten de hoeveelheid gesmolten water.

Vooral hoge concentraties calciumchloride werkten goed in de eerste paar minuten. Dat komt, zo verklaarden zij in hun artikel, niet zozeer door de vriespuntdaling, maar waarschijnlijk omdat bij het oplossen van calciumchloride meer warmte vrijkomt dan bij het oplossen van natriumchloride. De vorming van smeltwater hield na tien minuten voor alle zoutcombinaties gelijke tred.

De jonge onderzoekers wezen erop dat calciumchloride zesmaal zo prijzig is als natriumchloride, waardoor allerlei vormen van natriumchloride zoals steenzout vaak de voorkeur verdienen. Een nadeel is dat natriumchloride niet meer effectief is als de temperatuur meer dan tien graden onder het vriespunt daalt.

Links:
Internetsymposium