El vinagre es uno de los productos químicos más útiles que se encuentran en la casa. Es básicamente una solución de baja concentración, alrededor del 5 por ciento, de ácido acético, que tiene la fórmula química C2H4O2, a veces escrito como CH3COOH para aislar el ión de hidrógeno débilmente unido que lo hace ácido. Con un pH de alrededor de 2.4, el ácido acético es bastante corrosivo, pero está en una concentración tan baja en el vinagre culinario que no hay problema para verter el vinagre en sus papas fritas o ensaladas. Dos experimentos de laboratorio con vinagre pueden demostrar reacciones exotérmicas y endotérmicas, que son las que emiten y absorben calor respectivamente. Uno produce un volcán espumoso que se enfría en más de un sentido, mientras que el otro crea metal oxidado y algo de calor.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Una reacción exotérmica produce calor mientras que una reacción endotérmica consume calor. Mezcle bicarbonato de sodio y vinagre para presenciar una reacción endotérmica y empape la lana de acero en vinagre para presenciar una exotérmica.
El experimento del volcán espumoso
Combine vinagre con bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) y mida la temperatura, y verá que cae alrededor de 4 grados Celsius (7,2 grados Fahrenheit) en aproximadamente un minuto. Aunque la caída de temperatura no es exactamente el resultado de la reacción específica entre el vinagre y el horneado refresco, no ocurriría si no los combinara, por lo que el proceso general califica como endotérmico reacción. La combinación también libera gas de dióxido de carbono, que burbujea dentro de la mezcla para crear una espuma que se eleva fuera del recipiente como lava de un volcán.
Esta reacción ocurre en dos pasos. En el primero, el ácido acético en vinagre reacciona con bicarbonato de sodio para producir acetato de sodio y ácido carbónico:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
El ácido carbónico es inestable y se descompone rápidamente para formar dióxido de carbono y agua:
H2CO3 → H2O + CO2
Puedes resumir todo el proceso con esta ecuación:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Dicho en palabras, el bicarbonato de sodio más ácido acético produce acetato de sodio más agua más dióxido de carbono. La reacción consume calor porque se requiere energía para romper las moléculas de ácido carbónico en agua y dióxido de carbono.
El experimento de la lana de acero oxidada
Una reacción de oxidación es exotérmica porque produce calor. Los registros en llamas proporcionan un ejemplo extremo de esto. Debido a que la oxidación es una reacción de oxidación, produce calor, aunque el calor generalmente se disipa demasiado rápido para ser perceptible. Sin embargo, si puede conseguir que una almohadilla de lana de acero se oxide rápidamente, puede registrar el aumento de temperatura. Una forma de hacerlo es empapar una almohadilla de lana de acero en vinagre para eliminar la capa protectora de las fibras de acero.
Coloque una almohadilla de lana de acero fina en un recipiente de vidrio y vierta suficiente vinagre para cubrirlo. Deje que la almohadilla se remoje durante aproximadamente un minuto, luego retírela y colóquela en otro recipiente. Inserte el extremo de un termómetro en el centro de la almohadilla y obsérvelo durante unos 5 minutos. Verá que la lectura de temperatura aumenta, e incluso puede notar que se ve empañado en el costado del recipiente si usa vidrio transparente. Finalmente, la temperatura dejará de subir a medida que las fibras de acero se recubren con una capa de óxido, que bloquea la oxidación adicional.
¿Qué sucedió? El ácido acético en el vinagre disolvió el recubrimiento de las fibras de la almohadilla de lana de acero, exponiendo el acero de debajo a la atmósfera. El hierro del acero desprotegido se combinó con oxígeno para producir más óxido de hierro y, en el proceso, emitió calor. Si empapa la almohadilla nuevamente en vinagre y la vuelve a colocar en el recipiente seco, verá el mismo aumento de temperatura. Puede repetir este experimento una y otra vez hasta que todo el hierro de la almohadilla se haya oxidado, aunque esto probablemente llevará varios días.