Cuka adalah salah satu bahan kimia paling berguna yang Anda temukan di sekitar rumah. Ini pada dasarnya adalah larutan dengan konsentrasi rendah, sekitar 5 persen, dari asam asetat, yang memiliki rumus kimia C2H4HAI2, kadang-kadang ditulis sebagai CH3COOH untuk mengisolasi ion hidrogen yang terikat longgar sehingga membuatnya bersifat asam. Dengan pH sekitar 2,4, asam asetat cukup korosif, tetapi dalam konsentrasi rendah dalam cuka kuliner sehingga tidak ada masalah menuangkan cuka ke kentang goreng atau salad Anda. Dua percobaan laboratorium yang melibatkan cuka dapat menunjukkan reaksi eksotermik dan endotermik, yang masing-masing melepaskan dan menyerap panas. Satu menghasilkan gunung berapi berbusa yang dingin dalam lebih dari satu cara sementara yang lain menciptakan logam berkarat dan panas.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Reaksi eksotermik menghasilkan panas sedangkan reaksi endotermik mengkonsumsi panas. Campurkan soda kue dan cuka untuk menyaksikan reaksi endotermik dan rendam wol baja dalam cuka untuk menyaksikan reaksi eksotermik.
Eksperimen Gunung Berbusa
Campurkan cuka dengan soda kue (natrium bikarbonat) dan ukur suhunya, dan Anda akan mendapati bahwa suhu turun sekitar 4 derajat Celcius (7,2 derajat Fahrenheit) dalam waktu sekitar satu menit. Meskipun penurunan suhu bukanlah hasil dari reaksi spesifik antara cuka dan pembuatan kue soda, itu tidak akan terjadi jika Anda tidak menggabungkannya, jadi keseluruhan prosesnya memenuhi syarat sebagai endotermik reaksi. Kombinasi tersebut juga melepaskan gas karbon dioksida, yang menggelembung di dalam campuran untuk membuat busa yang keluar dari wadah seperti lava dari gunung berapi.
Reaksi ini terjadi dalam dua tahap. Pertama, asam asetat dalam cuka bereaksi dengan natrium bikarbonat untuk menghasilkan natrium asetat dan asam karbonat:
NaHCO3 + HC2H3HAI2 → NaC2H3HAI2 + H2BERSAMA3
Asam karbonat tidak stabil, dan dengan cepat terurai untuk membentuk karbon dioksida dan air:
H2BERSAMA3 → H2O + CO2
Anda dapat meringkas seluruh proses dengan persamaan ini:
NaHCO3 + HC2H3HAI2 → NaC2H3HAI2 + H2O + CO2
Dinyatakan dengan kata-kata, natrium bikarbonat ditambah asam asetat menghasilkan natrium asetat ditambah air ditambah karbon dioksida. Reaksi mengkonsumsi panas karena energi diperlukan untuk memecah molekul asam karbonat menjadi air dan karbon dioksida.
Eksperimen Wol Baja Berkarat
Reaksi oksidasi bersifat eksotermik karena menghasilkan panas. Membakar log memberikan contoh ekstrem tentang hal ini. Karena karat adalah reaksi oksidasi, ia menghasilkan panas, meskipun panas biasanya hilang terlalu cepat untuk terlihat. Namun, jika Anda bisa membuat bantalan wol baja cepat berkarat, Anda bisa mencatat kenaikan suhu. Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan merendam bantalan wol baja dalam cuka untuk menghilangkan lapisan pelindung dari serat baja.
Tempatkan bantalan wol baja halus dalam wadah kaca dan tuangkan cuka secukupnya untuk menutupinya. Biarkan bantalan meresap selama sekitar satu menit, lalu keluarkan dan letakkan di wadah lain. Masukkan ujung termometer ke tengah pad dan amati selama sekitar 5 menit. Anda akan melihat pembacaan suhu naik, dan Anda bahkan mungkin melihat kabut di sisi wadah jika Anda menggunakan kaca bening. Akhirnya suhu akan berhenti naik karena serat baja dilapisi dengan lapisan karat, yang menghalangi oksidasi lebih lanjut.
Apa yang terjadi? Asam asetat dalam cuka melarutkan lapisan pada serat bantalan wol baja, memaparkan baja di bawahnya ke atmosfer. Besi dalam baja yang tidak terlindungi dikombinasikan dengan oksigen untuk menghasilkan lebih banyak oksida besi, dan dalam prosesnya, mengeluarkan panas. Jika Anda merendam pembalut lagi dalam cuka dan memasukkannya kembali ke dalam wadah kering, Anda akan melihat kenaikan suhu yang sama. Anda dapat mengulangi percobaan ini lagi dan lagi sampai semua setrika di bantalan berkarat, meskipun ini mungkin akan memakan waktu beberapa hari.