Afbeelding: © Alkomat | Flickr
Vandaar dat blaaspijpjes jaren geleden plaatsmaakten voor een elektronische tester. Hierbij wordt de alcohol in uitgeademde lucht aan halfgeleidend materiaal geadsorbeerd, waardoor de weerstand door de halfgeleider verandert. Op een venstertje wordt de weerstand en daarmee het alcohol-gehalte aangegeven. Omdat de halfgeleider steeds tot 400°C verhit moet worden om de alcohol van een eventuele vorige overtreder te verwijderen, kostte deze testmethode veel batterijen.
De kleur van chemie
Dit artikel is afkomstig uit het hoofdstuk ‘Alcohol’ uit de VU-uitgave ‘De kleur van chemie’, een bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren.
Wettelijke bewijskracht
Sinds politiebureaus over ademanalyse-apparaten beschikken is een door een arts uitgevoerde bloedproef niet meer nodig. Alleen als iemand niet in staat is om voldoende lucht in de ademanalysator te blazen (bijvoorbeeld door een hersenschudding, of gebroken ribben) kan de politiefunctionaris beslissen om toch maar de bloedproef te laten doen. In zo’n geval ligt de verdachte overigens toch al vaak in het ziekenhuis.
De voor de selectietest gebruikte alcoholtesters zijn handzame apparaatjes, maar ze bezitten geen wettelijke bewijskracht. Ze reageren namelijk op alle alcoholen, dus alle koolstofverbindingen met OH-groepen. Een voorbeeld is menthol in pepermuntjes. Voor de rechtbank zou je kunnen beweren dat je erg veel van pepermuntjes houdt, en dat de politie geen alcohol maar menthol heeft gemeten. In Australië heeft een bekend chemicus ooit een aantal vrienden vrij kunnen pleiten, nadat hij in de rechtszaal een uitstekende les scheikunde had gegeven.
Met infrarooddetectie zijn de verschillen tussen ethanol en andere – niet-strafbare – alcoholen wèl te zien. Na een positieve selectietest word je daarom meegenomen naar het politiebureau om een alcoholbepaling te doen die wèl wettelijke bewijskracht bezit. Dat is nodig om te kunnen beslissen hoe hoog de boete wordt, of het rijbewijs moet worden ingetrokken, of dat je voor de rechter moet verschijnen.
Als je op het politiebureau bent om je adem-alcoholgehalte precies te laten meten, dan moet je daar eerst een tijdje wachten. Niet om je te pesten, maar om dat het voorgeschreven is. Als het buiten koud is, zal je luchtpijp van binnen ook koud zijn, en zal een gedeelte van de adem-alcohol op de wand van de lucht pijp condenseren. Dat zorgt voor een te lage meetwaarde en dus een te lage boete. Even wachten in een lekker verwarmd politiebureau verhelpt dat.
Daarna moet je blazen in het ademanalyse-apparaat. Het wordt eerst geijkt met speciale lucht waar een bekende hoeveelheid alcoholdamp in zit. Ook wordt vóór en na elke meting gewone buitenlucht doorgeblazen om de slangen en de meetcel door te spoelen en de nulwaarde vast te leggen. Je moet ten minste twee keer blazen. Als die waarden dicht genoeg bij elkaar liggen, ben je klaar. Zo niet, dan moet je nog twee keer. Ook als je niet genoeg lucht in het apparaat blaast, moet het over. Na afloop maakt het apparaat een mooi kaartje met alle gegevens erop, en kan de politiebeambte de prijs invullen.
Infrarood detecteert alcohol
De apparatuur voor ademanalyse op het politiebureau werkt met infrarooddetectie. Die is gebaseerd op de trillingen van de bindingen in moleculen. Atomen in een molecuul staan niet stil, maar trillen een beetje. Het is alsof de bindingen niet van stevige rietjes zijn, zoals in een molecuulbouwdoos, maar van elastiek. De trillingsfrequentie ligt enorm hoog: het waterstofatoom en het zuurstofatoom aan weerskanten van een O-H binding trillen onderling met een frequentie van 1014 maal per seconde. Atomen aan weerskanten van andere bindingen trillen weer met andere frequenties. De frequentie van de trilling hangt af van de sterkte van de binding en van de massa van de atomen aan beide kanten van de binding.
Afbeelding: © Wikimedia
Als infrarood licht met een frequentie van 1014 Hz (dus precies dezelfde frequentie waarmee de atomen van een O-H binding trillen), op een molecuul met een O-H binding valt, dan gaat zo’n binding plotseling veel heftiger trillen. Het is alsof de trillende atomen steeds op het goede moment een duwtje van het licht krijgen. Net als een schommel die steeds op het goede moment een zet krijgt. De energie voor die heftige trilling wordt geleverd door het infrarode licht, het licht wordt daarbij geabsorbeerd, het verdwijnt. Op deze absorptie van infrarood licht is een infraroodspectrometer en ook het alcoholdetectie-apparaat bij de politie gebaseerd.
Er zit een infrarood-lichtbron (of moet je zeggen kacheltje) in, waarmee infrarood licht met verschillende frequenties gemaakt kan worden. Het licht wordt door de stof geleid die gemeten moet worden, en daarna wordt door een lichtgevoelige cel bepaald of het licht al of niet verdwenen, geabsorbeerd is. Hieronder is het infrarood-spectrum van ethanol afgebeeld. De pieken naar beneden geven aan dat het licht met die frequentie geabsorbeerd is. Er is ook aangegeven welke bindingen voor die absorptie verantwoordelijk zijn. Ter vergelijking staat eronder het infraroodspectrum van menthol.
Je ziet dat drie bekende bindingen in beide figuren voorkomen. In het detectieapparaat van de politie wordt nu gemeten hoe sterk de absorptie is van de C-H binding en van de C-O binding. In ethanol absorbeert de C-O binding meer dan de C-H binding, in menthol is dat andersom omdat er in dat molecuul veel meer C-H bindingen voorkomen.
Het apparaat meet niet alleen de diepte van de twee genoemde absorpties, (en daarmee de hoogte van de boete) maar tegelijk ook de onderlinge verhouding. Als die niet klopt met die van ethanol geeft het apparaat dat aan, en is de meting ongeldig. Dan moet je alsnog naar het ziekenhuis voor een bloedproef.
Een ongeldige meting na het snoepen van pepermunt of medicijnen komt hierdoor vrijwel nooit voor. Dus met die smoes hoef je niet bij de rechter aan te komen.
Meer informatie:
Lees ook op Kennislink:
Meer artikelen over alcohol op Kennislink:
Het boek ‘De kleur van chemie’ werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.