एंडोथर्मिक और एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए सिरका प्रयोग

सिरका घर में पाए जाने वाले सबसे उपयोगी रसायनों में से एक है। यह मूल रूप से एसिटिक एसिड का लगभग 5 प्रतिशत कम सांद्रता वाला घोल है, जिसका रासायनिक सूत्र C है₂एच₄हे₂, कभी-कभी CH. के रूप में लिखा जाता है₃ढीले बाध्य हाइड्रोजन आयन को अलग करने के लिए COOH जो इसे अम्लीय बनाता है। लगभग 2.4 के पीएच के साथ, एसिटिक एसिड काफी संक्षारक होता है, लेकिन यह पाक सिरका में इतनी कम सांद्रता में होता है कि आपके फ्राइज़ या सलाद पर सिरका डालने में कोई समस्या नहीं होती है। सिरका से जुड़े दो प्रयोगशाला प्रयोग एक्ज़ोथिर्मिक और एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं को प्रदर्शित कर सकते हैं, जो कि वे हैं जो क्रमशः गर्मी छोड़ते हैं और अवशोषित करते हैं। एक एक झागदार ज्वालामुखी पैदा करता है जो एक से अधिक तरीकों से ठंडा होता है जबकि दूसरा जंग लगी धातु और कुछ गर्मी पैदा करता है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया गर्मी पैदा करती है जबकि एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया गर्मी का उपभोग करती है। एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया देखने के लिए बेकिंग सोडा और सिरका मिलाएं और एक एक्ज़ोथिर्मिक देखने के लिए सिरके में स्टील के ऊन को भिगोएँ।

बेकिंग सोडा (सोडियम बाइकार्बोनेट) के साथ सिरका मिलाएं और तापमान को मापें, और आप पाएंगे कि यह लगभग एक मिनट में लगभग 4 डिग्री सेल्सियस (7.2 डिग्री फ़ारेनहाइट) गिर जाता है। हालांकि तापमान में गिरावट सिरका और बेकिंग के बीच विशिष्ट प्रतिक्रिया का परिणाम नहीं है सोडा, ऐसा नहीं होगा यदि आपने उन्हें संयोजित नहीं किया है, तो समग्र प्रक्रिया एक एंडोथर्मिक के रूप में योग्य है प्रतिक्रिया। संयोजन कार्बन डाइऑक्साइड गैस भी छोड़ता है, जो मिश्रण के अंदर बुलबुले बनाने के लिए एक फोम बनाता है जो ज्वालामुखी से लावा की तरह कंटेनर से बाहर निकलता है।

यह प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है। पहले में, सिरका में एसिटिक एसिड सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ सोडियम एसीटेट और कार्बोनिक एसिड का उत्पादन करने के लिए प्रतिक्रिया करता है:

नाहको₃ + एचसी₂एच₃हे₂ → NaC₂एच₃हे₂ + एच₂सीओ₃

कार्बोनिक एसिड अस्थिर है, और यह कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाने के लिए जल्दी से विघटित हो जाता है:

एच₂सीओ₃ → एच₂ओ + सीओ₂

आप इस समीकरण के साथ पूरी प्रक्रिया को सारांशित कर सकते हैं:

नाहको₃ + एचसी₂एच₃हे₂ → NaC₂एच₃हे₂ + एच₂ओ + सीओ₂

शब्दों में कहा गया है, सोडियम बाइकार्बोनेट प्लस एसिटिक एसिड सोडियम एसीटेट प्लस पानी प्लस कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करता है। प्रतिक्रिया गर्मी की खपत करती है क्योंकि कार्बोनिक एसिड अणुओं को पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है क्योंकि यह गर्मी पैदा करती है। जलते हुए लॉग इसका एक चरम उदाहरण प्रदान करते हैं। क्योंकि जंग लगना एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है, यह गर्मी पैदा करता है, हालांकि गर्मी आमतौर पर ध्यान देने योग्य होने के लिए बहुत जल्दी नष्ट हो जाती है। यदि आप स्टील वूल पैड को जल्दी से जंग लगने के लिए प्राप्त कर सकते हैं, हालांकि, आप तापमान वृद्धि को रिकॉर्ड कर सकते हैं। ऐसा करने का एक तरीका स्टील के रेशों से सुरक्षात्मक कोटिंग को हटाने के लिए एक स्टील वूल पैड को सिरके में भिगोना है।

एक कांच के कंटेनर में एक महीन स्टील वूल पैड रखें और इसे ढकने के लिए पर्याप्त सिरका डालें। पैड को लगभग एक मिनट तक भीगने दें, फिर इसे हटा दें और दूसरे कंटेनर में रख दें। थर्मामीटर के सिरे को पैड के बीच में डालें और इसे लगभग 5 मिनट तक देखें। आप तापमान रीडिंग में वृद्धि देखेंगे, और यदि आप स्पष्ट कांच का उपयोग करते हैं तो आप कंटेनर के किनारे पर कोहरा भी देख सकते हैं। अंततः तापमान बढ़ना बंद हो जाएगा क्योंकि स्टील के रेशे जंग की एक परत के साथ लेपित हो जाते हैं, जो आगे ऑक्सीकरण को रोकता है।

क्या हुआ? सिरके में एसिटिक एसिड ने स्टील वूल पैड के रेशों पर लेप को भंग कर दिया, जिससे स्टील वायुमंडल के नीचे आ गया। असुरक्षित स्टील में लोहा ऑक्सीजन के साथ मिलकर अधिक आयरन ऑक्साइड का उत्पादन करता है, और इस प्रक्रिया में गर्मी छोड़ देता है। यदि आप पैड को फिर से सिरके में भिगोएँ और इसे वापस सूखे कंटेनर में रख दें, तो आपको वही तापमान वृद्धि दिखाई देगी। आप इस प्रयोग को बार-बार दोहरा सकते हैं जब तक कि पैड के सारे लोहे में जंग न लग जाए, हालाँकि इसमें शायद कई दिन लगेंगे।