L'aceto è una delle sostanze chimiche più utili che trovi in casa. È fondamentalmente una soluzione a bassa concentrazione, circa il 5 percento, di acido acetico, che ha la formula chimica C2H4oh2, a volte scritto come CH3COOH per isolare lo ione idrogeno legato in modo lasco che lo rende acido. Con un pH di circa 2,4, l'acido acetico è abbastanza corrosivo, ma è in una concentrazione così bassa nell'aceto culinario che non ci sono problemi a versare l'aceto sulle patatine fritte o sull'insalata. Due esperimenti di laboratorio che coinvolgono l'aceto possono dimostrare reazioni esotermiche ed endotermiche, che sono quelle che emettono e assorbono rispettivamente il calore. Uno produce un vulcano spumeggiante che è freddo in più di un modo mentre l'altro crea metallo arrugginito e un po' di calore.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Una reazione esotermica produce calore mentre una reazione endotermica consuma calore. Mescola bicarbonato di sodio e aceto per assistere a una reazione endotermica e immergi la lana d'acciaio nell'aceto per assistere a una reazione esotermica.
L'esperimento del vulcano schiumoso
Combina l'aceto con il bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) e misura la temperatura, e scoprirai che scende di circa 4 gradi Celsius (7,2 gradi Fahrenheit) in circa un minuto. Sebbene l'abbassamento della temperatura non sia esattamente il risultato della reazione specifica tra aceto e cottura al forno soda, non accadrebbe se non li combinassi, quindi il processo complessivo si qualifica come endotermico reazione. La combinazione rilascia anche anidride carbonica, che bolle all'interno della miscela per creare una schiuma che si alza dal contenitore come la lava di un vulcano.
Questa reazione avviene in due fasi. Nel primo, l'acido acetico nell'aceto reagisce con il bicarbonato di sodio per produrre acetato di sodio e acido carbonico:
NaHCO3 + HC2H3oh2 → NaC2H3oh2 + H2CO3
L'acido carbonico è instabile e si decompone rapidamente per formare anidride carbonica e acqua:
H2CO3 → H2O + CO2
Puoi riassumere l'intero processo con questa equazione:
NaHCO3 + HC2H3oh2 → NaC2H3oh2 + H2O + CO2
Detto a parole, bicarbonato di sodio più acido acetico produce acetato di sodio più acqua più anidride carbonica. La reazione consuma calore perché è necessaria energia per rompere le molecole di acido carbonico in acqua e anidride carbonica.
L'esperimento della lana d'acciaio arrugginita
Una reazione di ossidazione è esotermica perché produce calore. I registri di masterizzazione forniscono un esempio estremo di ciò. Poiché la ruggine è una reazione di ossidazione, produce calore, sebbene il calore di solito si disperda troppo rapidamente per essere evidente. Tuttavia, se riesci a far arrugginire rapidamente un tampone di lana d'acciaio, puoi registrare l'aumento della temperatura. Un modo per farlo è immergere un batuffolo di lana d'acciaio nell'aceto per rimuovere il rivestimento protettivo dalle fibre d'acciaio.
Metti un batuffolo di lana d'acciaio in un contenitore di vetro e versaci abbastanza aceto per coprirlo. Lasciare in ammollo il pad per circa un minuto, quindi rimuoverlo e metterlo in un altro contenitore. Inserisci l'estremità di un termometro al centro del pad e osservalo per circa 5 minuti. Vedrai aumentare la lettura della temperatura e potresti persino notare la nebbia sul lato del contenitore se usi il vetro trasparente. Alla fine la temperatura smetterà di aumentare poiché le fibre di acciaio vengono ricoperte da uno strato di ruggine, che blocca l'ulteriore ossidazione.
Quello che è successo? L'acido acetico nell'aceto ha sciolto il rivestimento sulle fibre del tampone di lana d'acciaio, esponendo l'acciaio sottostante all'atmosfera. Il ferro nell'acciaio non protetto si combinava con l'ossigeno per produrre più ossido di ferro e, nel processo, emetteva calore. Se immergi nuovamente il tampone nell'aceto e lo rimetti nel contenitore asciutto, vedrai lo stesso aumento di temperatura. Puoi ripetere questo esperimento ancora e ancora fino a quando tutto il ferro nel pad non si è arrugginito, anche se probabilmente ci vorranno diversi giorni.