Het toestel van Kipp is een klassiek laboratoriumapparaat waarmee op gecontroleerde wijze gassen kunnen worden gegenereerd door een vloeistof in contact te brengen met een vaste stof. De gasproductie start en stopt automatisch door de kraan te openen of te sluiten — zonder dat de reactie zelf onderbroken hoeft te worden. Dit maakt het toestel bijzonder geschikt voor schoollaboratoria en onderzoeksomgevingen waar kleine hoeveelheden gas op aanvraag nodig zijn. Dit artikel beschrijft de werking, de veiligheidsrisico’s, de meest gebruikte gascombinaties en de praktische toepassing.
Het toestel van Kipp bestaat uit drie bolvormige glasreservoirs die verticaal op elkaar zijn geplaatst en met elkaar verbonden zijn via een centraal buizenstelsel. Het onderste en bovenste reservoir bevatten de vloeistof (het reagens); het middelste reservoir bevat de vaste stof die met de vloeistof reageert.
Wanneer de kraan gesloten is, bouwt het gevormde gas druk op in het middelste reservoir. Deze overdruk duwt de vloeistof terug naar het onderste reservoir, zodat de vaste stof droogvalt en de reactie stopt. Zodra de kraan wordt geopend, daalt de druk, stroomt de vloeistof terug omhoog in contact met de vaste stof, en hervat de gasproductie onmiddellijk. De kraan regelt dus uitsluitend de afname van gas — niet de reactie zelf.
Dit principe maakt het toestel van Kipp tot een elegante maar ook potentieel gevaarlijke opstelling: de reactie is latent aanwezig zolang er vaste stof en vloeistof in het apparaat aanwezig zijn.
Het grootste risico bij het toestel van Kipp is een ongecontroleerde gasproductie die niet meer te stoppen is. Dit kan optreden wanneer:
In al deze gevallen blijft de vloeistof in contact met de vaste stof en gaat de gasproductie ongestoord door. Bij gassen als waterstofsulfide (H₂S) of chloorwaterstof (HCl) kan dit leiden tot gevaarlijke concentraties in de ruimte. Werk daarom altijd in een goed geventileerde ruimte of onder een zuurkast, en laat een gevuld toestel van Kipp nooit zonder toezicht.
Een veelgemaakte fout, vooral in schoolsituaties, is het gebruik van een te geconcentreerd zuur of base. De gevolgen hiervan zijn meervoudig:
Gebruik voor waterstofontwikkeling met zink doorgaans verdund zwavelzuur van 10–20% of zoutzuur van 10–15%. Voor waterstofsulfide met ijzersulfide volstaat verdund zoutzuur of zwavelzuur van 10%. Raadpleeg altijd het veiligheidsinformatieblad van de gebruikte vloeistof — zie ook over veiligheidsinformatiebladen.
Het toestel van Kipp is veelzijdig inzetbaar voor de productie van diverse gassen. Hieronder een overzicht van de meest gebruikte combinaties, de benodigde stoffen en de aandachtspunten per gas.
In het middelbaar en hoger onderwijs wordt het toestel van Kipp vrijwel uitsluitend gebruikt voor de productie van koolstofdioxide (met marmer en zoutzuur) en soms waterstof (met zink en zwavelzuur). De CO₂-variant is veilig, goed controleerbaar en geschikt voor practica over zuur-base-reacties, carbonaten en gasidentificatie. De waterstofvariant vereist extra aandacht voor ventilatie en het vermijden van ontstekingsbronnen, maar is uitstekend bruikbaar voor demonstraties van redoxreacties en gasidentificatie met de knalproef.
Voor een practicum over gasidentificatie en -eigenschappen, zie ook het artikel osmose practicum en het artikel over laboratoriumapparatuur voor scholen.
Een toestel van Kipp mag nooit met vloeistof of vaste stof worden opgeslagen. Resten vloeistof blijven reageren met de vaste stof, ook al is de kraan gesloten — zeker als de korrelstructuur van de vaste stof is afgenomen. Reinig het toestel daarom altijd na gebruik.
Ga als volgt te werk:
Door de kraan te sluiten bouwt het gevormde gas overdruk op in het middelste reservoir. Deze druk duwt de vloeistof letterlijk terug naar het onderste reservoir, zodat de vaste stof droogvalt en de reactie stopt. De reactie is dus niet geëindigd — ze is alleen gepauzeerd. Zodra de kraan weer opengaat, stroomt de vloeistof terug en begint de gasproductie onmiddellijk opnieuw.
Als de kraan openblijft terwijl er geen gas meer wordt afgenomen, blijft de vloeistof in contact met de vaste stof en gaat de reactie ongestoord door. Er is geen automatisch stoppmechanisme. Bij grote hoeveelheden vaste stof en vloeistof kan dit leiden tot een langdurige, ongecontroleerde gasproductie. Bij giftige gassen is dit een ernstig veiligheidsrisico. Laat een gevuld toestel van Kipp nooit zonder toezicht achter met een open kraan.
Een te hoge concentratie veroorzaakt een te snelle reactie met overmatige warmteontwikkeling, overdruk en het risico op glasbreuk. Bovendien wordt de vaste stof te snel aangetast, waardoor de korrelstructuur verdwijnt en het terugdrukprincipe niet meer werkt. Het toestel verliest dan zijn zelfregulerende werking en de gasproductie is niet meer te stoppen door de kraan te sluiten.
Elk gas heeft een karakteristieke identificatietest: waterstof geeft een knal bij aansteken (knalproef); koolstofdioxide troebelt kalkwater (Ca(OH)₂-oplossing); waterstofsulfide is herkenbaar aan de rotte-eierenlucht en verkleurt loodacetaatpapier zwart; chloorwaterstof ontkleurt blauw lakmoespapier en geeft witte dampen met ammoniak. Voer identificatietests altijd uit aan het einde van een buisje, nooit direct bij het toestel.
Nee. Waterstoffluoride (HF) en sterk basische oplossingen bij verhitting tasten glas aan. Voor deze combinaties is het toestel van Kipp ongeschikt. Gebruik in zulke gevallen apparatuur van PTFE of polypropyleen.
Dat hangt af van de hoeveelheid vaste stof, de concentratie van de vloeistof en de gasafname. Een standaard schooltoestel met marmer en 10% zoutzuur levert typisch tientallen minuten tot enkele uren gas bij normale afname. De vloeistof raakt geleidelijk uitgeput (de concentratie daalt) en de reactiesnelheid neemt af. Vervang de vloeistof wanneer de gasproductie merkbaar afneemt.
Meer informatie over aanverwante onderwerpen: laboratoriumapparatuur voor scholen, veiligheidsinformatiebladen, persoonlijke bescherming in het laboratorium en ATEX in het laboratorium.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
