Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Kemi 1

Administration

Hemlaboration: Gasutveckling i en sockerkaka

Inledning

Sockerkaka. Sockerkaka. När man bakar en sockerkaka tillsätter man bakpulver för att få smeten att resa sig. Bakpulvret innehåller natriumvätekarbonat (bikarbonat), som sönderdelas till koldioxidgas när kakan gräddas. Det sker enligt den här reaktionsformeln:

2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

I den här hemlaborationen ska du baka en sockerkaka och mäta hur mycket sockerkakans volym ökar vid gräddningen. Det ska du sedan jämföra med hur mycket gas som teoretiskt bildas i reaktionen, och diskutera varför de inte stämmer överens till 100 %.

För att kunna beräkna hur stor volym gas som bildas, behöver du veta hur substansmängden gas förhåller sig till volymen vid en viss temperatur. Det beskrivs av den allmänna gaslagen, som du hittar en videogenomgång om på den här länken. I korthet kan man säga att volymen \(V\) gas (i m3) ges av följande uttryck:

\[V = \frac {nRT}{p}\]

där

  • \(n\) är substansmängden gas i mol
  • \(R\) är allmänna gaskonstanten, 8,314 Nm · mol–1 · K–1
  • \(T\) är temperaturen i K
  • \(p\) är trycket i Pa (normalt 101300 Pa = 101300 N/m2)

Detta behövs 

Kemikalier

  • 3 ägg
  • 3 dl strösocker
  • 2 tsk bakpulver
  • 1,5 dl mjölk
  • 50 g smör eller margarin
  • Ströbröd
  • Rivet skal av citron

Annan materiel

  • Ugn, 175 °C
  • Brödform c:a 2 dm3, eller 24 cm diameter.
  • Muffinsform
  • Snabbvåg (med en noggrannhet på minst 0,01g)
  • Visp
  • Bordskniv
  • Linjal
  • Mobilkamera

Gör såhär 

  1. Mät brödformens kanter (om den är fyrkantig) eller diameter, så att du kan beräkna kakans volym.
  2. Sätt ugnen på 175 °C (488 K).
  3. Smörj och bröa formen.
  4. Väg upp 2 tsk bakpulver i muffinsformen. Om du inte har tillgång till en så noggrann våg, kan du räkna med att 2 tsk bakpulver väger 6,4 g.
  5. Vispa ägg och socker så att det blir pösigt.
  6. Blanda i mjöl, bakpulver och citronskal.
  7. Koka upp mjölken med smöret/margarinet och blanda ner i smeten.
  8. Häll kakan i formen. Stick ner bordskniven i smeten, och mät på så sätt höjden på smeten. Den ska du använda för att beräkna smetens volym.
  9. Grädda kakan i nedre delen av ugnen 35–40 minuter. Den ska få vacker, gyllenbrun färg på ytan.
  10. Stick ner bordskniven i kakan igen direkt när du tagit ut den och mät återigen kakans höjd. Den behöver du för att beräkna hur mycket kakan har rest sig.
  11. Stjälp upp kakan på ett fat, låt svalna.
  12. Njut tillsammans med en god kopp kaffe eller te!

Redovisning

  1. Ta ett foto på din kaka och gärna dig själv också när du provsmakar!
  2. Beräkna hur mycket din kaka faktiskt ökade i volym vid gräddningen. 
  3. I bakpulver är i regel till 30 % av massan natriumvätekarbonat. Beräkna hur stor substansmängd natriumvätekarbonat som var i din kaksmet.
  4. Använd reaktionsformeln för sönderdelningen av natriumvätekarbonat i inledningen för att beräkna hur stor substansmängd gas som bildas. Tänk på att det både bildas koldioxid och vattenånga.
  5. Använd allmänna gaslagen för att beräkna hur stor totalvolym den bildade gasen upptar. Du behöver då veta lufttrycket där du bakar din sockerkaka. Många telefoner har faktiskt inbyggd barometer; titta i väderappen och se om trycket står angett där (vanligen i enheten hPa).
  6. Jämför den beräknade volymökningen med hur mycket din kaka faktiskt ökade i volym. Diskutera: Varför skiljer de sig åt?

Tillkännagivande

Receptet på sockerkaka har jag ursprungligen fått från ica.se. Jag har dock skrivit om det och anpassat till den här laborationen.

 

   

Också intressant: