Etikka on yksi hyödyllisimmistä kemikaaleista, joita löydät talosta. Se on pohjimmiltaan matalan väkevyyden liuos, noin 5 prosenttia etikkahappoa, jolla on kemiallinen kaava C2H4O2, kirjoitetaan joskus nimellä CH3COOH eristää löyhästi sitoutunut vetyioni, joka tekee siitä happaman. PH: n ollessa noin 2,4, etikkahappo on melko syövyttävää, mutta se on niin alhainen kulinaarisen etikan pitoisuus, että etikkaa ei kaada kaatamalla perunoita tai salaattia. Kaksi laboratoriotutkimusta, joihin liittyy etikkaa, voivat osoittaa eksotermisiä ja endotermisiä reaktioita, jotka antavat vastaavasti lämpöä. Yksi tuottaa vaahtoavan tulivuoren, joka on viileämpi monin tavoin, kun taas toinen tuottaa ruostunutta metallia ja hieman lämpöä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Eksoterminen reaktio tuottaa lämpöä, kun taas endoterminen reaktio kuluttaa lämpöä. Sekoita ruokasoodaa ja etikkaa todistaaksesi endotermisen reaktion ja liota teräsvillaa etikkaan todistaaksesi eksotermisen reaktion.
Vaahtoavan tulivuoren kokeilu
Yhdistä etikka ruokasoodaan (natriumbikarbonaattiin) ja mittaa lämpötila, ja huomaat, että se putoaa noin 4 astetta (7,2 astetta Fahrenheit) noin minuutissa. Vaikka lämpötilan lasku ei ole aivan seurausta etikan ja paistamisen erityisestä reaktiosta soodaa, sitä ei tapahtuisi, jos et yhdistäisi niitä, joten koko prosessi on endoterminen reaktio. Yhdistelmä vapauttaa myös hiilidioksidikaasua, joka kuplii seoksen sisällä muodostaen vaahdon, joka nousee säiliöstä kuin laava tulivuoresta.
Tämä reaktio tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä etikassa oleva etikkahappo reagoi natriumbikarbonaatin kanssa tuottamaan natriumasetaattia ja hiilihappoa:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Hiilihappo on epästabiili, ja se hajoaa nopeasti muodostaen hiilidioksidia ja vettä:
H2CO3 → H2O + CO2
Voit tiivistää koko prosessin tällä yhtälöllä:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Sanalla sanottuna natriumbikarbonaatti plus etikkahappo tuottaa natriumasetaattia plus vettä plus hiilidioksidia. Reaktio kuluttaa lämpöä, koska hiilihappomolekyylien hajottamiseksi vedeksi ja hiilidioksidiksi tarvitaan energiaa.
Ruostumattoman teräksen villa-kokeilu
Hapetusreaktio on eksoterminen, koska se tuottaa lämpöä. Tukkien polttaminen on tästä äärimmäinen esimerkki. Koska ruostuminen on hapettumisreaktio, se tuottaa lämpöä, vaikka lämpö yleensä hajoaa liian nopeasti ollakseen havaittavissa. Jos kuitenkin saat teräsvillatyynyn ruostumaan nopeasti, voit tallentaa lämpötilan nousun. Yksi tapa tehdä tämä on kastaa teräsvillatyyny etikkaan suojakuoren poistamiseksi teräskuiduista.
Aseta hieno teräsvillatyyny lasiastiaan ja kaada tarpeeksi etikkaa sen peittämiseksi. Anna tyynyn liota noin minuutin ajan, poista se ja aseta se toiseen astiaan. Aseta lämpömittarin pää tyynyn keskelle ja tarkkaile sitä noin 5 minuutin ajan. Lämpötilalukema nousee ja saatat jopa huomata sumun astian kyljessä, jos käytät kirkasta lasia. Loppujen lopuksi lämpötila lakkaa nousemasta, kun teräskuidut päällystetään ruostekerroksella, joka estää hapettumisen.
Mitä tapahtui? Etikkahappo etikassa liuotti päällysteen teräsvillapehmusteen kuiduihin altistamalla alla olevan teräksen ilmakehään. Suojaamattoman teräksen rauta yhdistettynä hapen kanssa tuotti enemmän rautaoksidia ja tuotti prosessissa lämpöä. Jos liotat tyynyä uudelleen etikkaan ja laitat sen takaisin kuivaan astiaan, näet saman lämpötilan nousun. Voit toistaa tämän kokeen uudestaan ja uudestaan, kunnes tyynyn kaikki rauta on ruostunut, vaikka tämä todennäköisesti vie useita päiviä.