Äädikas on üks kõige kasulikumaid kemikaale, mida maja ümbert leiate. See on põhimõtteliselt äädikhappe madala kontsentratsiooniga lahus, umbes 5 protsenti, keemilise valemiga C2H4O2, mõnikord kirjutatud kui CH3COOH, et eraldada lõdvalt seotud vesinikioon, mis muudab selle happeliseks. Kui pH on umbes 2,4, on äädikhape üsna söövitav, kuid kulinaarse äädika kontsentratsioon on nii madal, et pole probleemi valada äädikat friikartulitele või salatile. Kaks laboratoorset katset, mis hõlmas äädikat, võivad näidata eksotermilisi ja endotermilisi reaktsioone, mis on vastavalt need, mis eraldavad ja neelavad soojust. Üks toodab vahutavat vulkaani, mis on jahe mitmel viisil, teine aga roostetanud metalli ja pisut kuumust.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Eksotermiline reaktsioon tekitab soojust, samas kui endotermiline reaktsioon kulutab soojust. Segage söögisoodat ja äädikat, et saada tunnistust endotermilisest reaktsioonist, ja leotage terasvill äädikas, et tunnistada eksotermilist reaktsiooni.
Vahutava vulkaani katse
Ühendage äädikas söögisoodaga (naatriumvesinikkarbonaat) ja mõõtke temperatuuri ning avastate, et see langeb umbes minuti jooksul umbes 4 kraadi (7,2 kraadi Fahrenheiti). Ehkki temperatuuri langus pole just äädika ja küpsetamise konkreetse reaktsiooni tulemus sooda, seda ei tekiks, kui te neid ei ühendaks, nii et kogu protsess kvalifitseerub endotermiliseks reaktsioon. Kombinatsioon eraldab ka süsinikdioksiidi gaasi, mis mullib segu sees üles ja tekitab vahu, mis tõuseb mahutist välja nagu vulkaanist laava.
See reaktsioon toimub kahes etapis. Esimeses reageerib äädikas sisalduv äädikhape naatriumvesinikkarbonaadiga, saades naatriumatsetaadi ja süsinikhappe:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Süsinikhape on ebastabiilne ja laguneb kiiresti, moodustades süsinikdioksiidi ja vett:
H2CO3 → H2O + CO2
Selle võrrandiga saate kogu protsessi kokku võtta:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Sõnadega öeldes toodab naatriumvesinikkarbonaat pluss äädikhape naatriumatsetaati pluss vett ja süsinikdioksiidi. Reaktsioon kulutab soojust, kuna süsinikhappe molekulide veeks ja süsinikdioksiidiks lõhustamiseks on vaja energiat.
Roostetava terasvilla katse
Oksüdatsioonireaktsioon on eksotermiline, kuna see toodab soojust. Palkide põletamine on selle äärmuslik näide. Kuna roostetamine on oksüdatsioonireaktsioon, tekitab see soojust, kuigi kuumus hajub tavaliselt liiga kiiresti, et oleks märgatav. Kui teil on siiski terasvillast padi kiiresti roostetama panna, saate temperatuuri tõusu registreerida. Üks võimalus selleks on terasvillast padja kaitsekatte eemaldamiseks äädikas leotamine.
Pange klaasnõusse peen terasvillapadi ja valage selle katmiseks piisavalt äädikat. Laske padjal umbes minut liguneda, seejärel eemaldage see ja asetage see teise konteinerisse. Pange termomeetri ots padja keskele ja jälgige seda umbes 5 minutit. Näete temperatuuri näitu tõusmas ja võite isegi märgata konteineri küljel udust, kui kasutate läbipaistvat klaasi. Lõpuks lakkab temperatuur tõusmast, kui teraskiud kattuvad roostekihiga, mis blokeerib edasise oksüdeerumise.
Mis juhtus? Äädikas sisalduv äädikhape lahustas terasvillapadja kiudude katte, pannes selle all oleva terase atmosfääri. Kaitsmata terasest koosnev raud koos hapnikuga tootis rohkem raudoksiidi ja andis selle käigus soojust. Kui leotate padja uuesti äädikas ja asetate selle tagasi kuivasse anumasse, näete sama temperatuuri tõusu. Võite seda katset uuesti ja uuesti korrata, kuni kogu padjas olev raud on roostetanud, ehkki selleks kuluks tõenäoliselt mitu päeva.
