Ο συνδυασμός χλωριούχου ασβεστίου και μαγειρικής σόδας - όξινου ανθρακικού νατρίου - σε μια σφραγισμένη πλαστική σακούλα είναι ένα αγαπημένο πείραμα χημείας γυμνασίου. Παράγει αέριο, οπότε αν σφραγίσετε τη σακούλα αφού συνδυάσετε τις χημικές ουσίες, η σακούλα θα εκραγεί σαν μπαλόνι. Ένας άλλος λόγος που οι καθηγητές χημείας λυκείου αγαπούν αυτό το πείραμα είναι ότι ο συνδυασμός παράγει θερμότητα, οπότε είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα εξωθερμικής αντίδρασης. Φοράτε γυαλιά και λαστιχένια γάντια όταν συνδυάζετε αυτές τις δύο ενώσεις, επειδή ένα από τα υποπροϊόντα της αντίδρασης είναι το υδροχλωρικό οξύ, το οποίο είναι αρκετά διαβρωτικό για να κάψει το δέρμα σας.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Συνδυάστε όξινο ανθρακικό νάτριο (μαγειρική σόδα), χλωριούχο ασβέστιο και νερό και παίρνετε ανθρακικό ασβέστιο ίζημα) συν διοξείδιο του άνθρακα, χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι), υδροχλωρικό οξύ και δίκαιη ποσότητα θερμότητα.
Ποια είναι τα αντιδραστήρια;
Σχεδόν όλοι γνωρίζουν το όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO
3), επειδή είναι η μαγειρική σόδα που χρησιμοποιείτε για να αποσμηθείτε από το ψυγείο σας. Λιγότεροι άνθρωποι εξοικειώνονται με το χλωριούχο ασβέστιο (CaCl2), αλλά πρέπει να είναι. Όπως το χλωριούχο νάτριο, είναι ένα αλάτι και είναι υγροσκοπικό, που σημαίνει ότι απορροφά υγρασία από τον αέρα. Η τοποθέτηση ενός πιάτου χλωριούχου ασβεστίου στο ντουλάπι σας είναι ένας καλός τρόπος για να προστατέψετε τα ρούχα σας από μούχλα. Το χλωριούχο ασβέστιο βοηθά στον έλεγχο της σκόνης και λειτουργεί ως πρόσθετο τροφίμων, επειδή μπορεί να κάνει τα τρόφιμα όπως τα τουρσιά να έχουν αλμυρή γεύση χωρίς να προσθέσουν πραγματικά χλωριούχο νάτριο.Αντίδραση δύο μερών
Η αντίδραση μεταξύ όξινου ανθρακικού νατρίου και χλωριούχου ασβεστίου πρέπει να λαμβάνει χώρα σε διάλυμα, έτσι το νερό είναι πάντα μέρος της αντίδρασης. Και τα δύο αντιδραστήρια διαλύονται εύκολα στο νερό, έτσι δεν είναι πρόβλημα. Μπορείτε να διαλύσετε το ένα στο νερό και στη συνέχεια να προσθέσετε το άλλο ή μπορείτε να το κρατήσετε και στις δύο αντίθετες γωνίες μιας πλαστικής σακούλας και τοποθετήστε ένα φιαλίδιο νερού μεταξύ τους έτσι ώστε, όταν ανακινείτε την τσάντα, να συνδυάζονται με το νερό και το καθένα άλλα.
Όταν συνδυάζετε τα αντιδραστήρια, συμβαίνουν δύο πράγματα. Το πρώτο πράγμα είναι ότι συνδυάζονται για να σχηματίσουν ανθρακικό ασβέστιο - μια ένωση που βρίσκεται στον ασβεστόλιθο, κιμωλία, μάρμαρο και τα κελύφη των σαλιγκαριών και των θαλάσσιων πλασμάτων - μαζί με το χλωριούχο νάτριο και το υδρογόνο ιόντα. Τα ιόντα υδρογόνου μετατρέπουν το διάλυμα σε όξινο, και συνδυάζονται με το εναπομένον όξινο ανθρακικό νάτριο για την παραγωγή αερίου διοξειδίου του άνθρακα, νερού και ιόντων νατρίου. Συνδυάζονται επίσης με χλώριο για να φτιάξουν υδροχλώριο.
Η απελευθέρωση αερίου διοξειδίου του άνθρακα φυσά τον σάκο, και επειδή το αέριο παράγεται σε μια εξώθερμη αντίδραση, η θερμοκρασία του διαλύματος αυξάνεται.
Οι χημικές εξισώσεις
Στην πρώτη αντίδραση, τα αντιδραστήρια συνδυάζονται για να σχηματίσουν ανθρακικό ασβέστιο, χλωριούχο νάτριο και ιόντα υδρογόνου. Η εξίσωση για αυτήν την αντίδραση είναι:
CaCl2 + 2 NaHCO3 > CaCO3 + 2 NaCl + Η+
Τα ιόντα υδρογόνου στη συνέχεια συνδυάζονται με αχρησιμοποίητο όξινο ανθρακικό νάτριο για να σχηματίσουν διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ιόντα νατρίου.
Η+ + NaHCO3 > CO2 + Χ2Ο + Να+
Το χλωριούχο νάτριο διαχωρίζεται σε ιόντα Cl- και Na + σε νερό. Μερικά από τα ελεύθερα ιόντα χλωρίου συνδυάζονται με ιόντα υδρογόνου για να σχηματίσουν υδροχλώριο.
Η+ + Cl- > HCl
Μια απλοποιημένη εξίσωση για τη συνολική διαδικασία είναι:
NaHCO3(α) + CaCl2(ες) + Η2O (l)> CaCO3(α) + CO2(g) + NaCl (υδατ.) + HCl (υδατ.)