Eddike er et af de mest nyttige kemikalier, du finder rundt i huset. Det er dybest set en opløsning med lav koncentration, ca. 5 procent, af eddikesyre, som har den kemiske formel C2H4O2, undertiden skrevet som CH3COOH for at isolere den løst bundne hydrogenion, der gør den sur. Med en pH på omkring 2,4 er eddikesyre ret ætsende, men den er i en så lav koncentration i kulinarisk eddike, at der ikke er noget problem at hælde eddike på dine pommes frites eller salat. To laboratorieforsøg, der involverer eddike, kan demonstrere eksotermiske og endotermiske reaktioner, som er dem, der afgiver henholdsvis og absorberer varme. Den ene producerer en skummende vulkan, der er kølig på flere måder end den ene, mens den anden skaber rustet metal og noget varme.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
En eksoterm reaktion producerer varme, mens en endoterm reaktion forbruger varme. Bland bagepulver og eddike for at være vidne til en endoterm reaktion og blød ståluld i eddike for at være vidne til en eksoterm.
Det skummende vulkaneksperiment
Kombiner eddike med bagepulver (natriumbicarbonat) og mål temperaturen, og du vil opdage, at den falder omkring 4 grader Celsius (7,2 grader Fahrenheit) på cirka et minut. Selvom temperaturfaldet ikke ligefrem er et resultat af den specifikke reaktion mellem eddike og bagning sodavand, det ville ikke forekomme, hvis du ikke kombinerede dem, så den samlede proces kvalificeres som en endoterm reaktion. Kombinationen frigiver også kuldioxidgas, der bobler op inde i blandingen for at skabe et skum, der stiger ud af beholderen som lava fra en vulkan.
Denne reaktion forekommer i to trin. I den første reagerer eddikesyre i eddike med natriumbicarbonat for at producere natriumacetat og kulsyre:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Kulsyre er ustabil og nedbrydes hurtigt til dannelse af kuldioxid og vand:
H2CO3 → H2O + CO2
Du kan sammenfatte hele processen med denne ligning:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Angivet med ord producerer natriumbicarbonat plus eddikesyre natriumacetat plus vand plus kuldioxid. Reaktionen forbruger varme, fordi der kræves energi til at bryde kulsyre-molekylerne i vand og kuldioxid.
Det rustne ståluldseksperiment
En oxidationsreaktion er eksoterm, fordi den producerer varme. Brændende logfiler er et ekstremt eksempel på dette. Fordi rustning er en oxidationsreaktion, producerer den varme, selvom varmen normalt forsvinder for hurtigt til at være synlig. Hvis du hurtigt kan få en ståluldspude til at ruste, kan du registrere temperaturstigningen. En måde at gøre dette på er at suge en ståluldspude i eddike for at fjerne den beskyttende belægning fra stålfibrene.
Læg en fin ståluldspude i en glasbeholder og hæld eddike nok til at dække den. Lad puden bløde i ca. et minut, tag den derefter ud og læg den i en anden beholder. Indsæt enden af et termometer i midten af puden, og se det i ca. 5 minutter. Du vil se temperaturaflæsningen stige, og du kan endda mærke tåge på siden af beholderen, hvis du bruger klart glas. Til sidst holder temperaturen op med at stige, da stålfibrene bliver overtrukket med et rustlag, der blokerer for yderligere oxidation.
Hvad skete der? Eddikesyren i eddiken opløste belægningen på fibrene i ståluldspuden og udsatte stålet nedenunder for atmosfæren. Jernet i det ubeskyttede stål kombineret med ilt for at producere mere jernoxid og afgav i processen varme. Hvis du blødgør puden igen i eddike og lægger den tilbage i den tørre beholder, ser du den samme temperaturstigning. Du kan gentage dette eksperiment igen og igen, indtil alt jern i puden er rustet, selvom dette sandsynligvis vil tage flere dage.