שילוב של סידן כלורי וסודה לשתייה - נתרן ביקרבונט - בשקית ניילון אטומה הוא ניסוי כימיה בתיכון מועדף. הוא מייצר גז, כך שאם תאטמו את השקית לאחר שילוב הכימיקלים, השקית תפוצץ כמו בלון. סיבה נוספת לכך שמורים לכימיה בתיכון אוהבים את הניסוי הזה הוא שהשילוב מייצר חום, ולכן זו דוגמה מצוינת לתגובה אקסותרמית. הרכיבו משקפי מגן וכפפות גומי כשמשלבים את שתי התרכובות הללו, מכיוון שאחד מתוצרי הלוואי של התגובה הוא חומצה הידרוכלורית, שהיא מאכלת מספיק בכדי לשרוף את העור.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
שלבו נתרן ביקרבונט (סודה לשתיה), סידן כלורי ומים ותקבלו סידן פחמתי (גיר משקעים) בתוספת גז פחמן דו חמצני, נתרן כלורי (מלח שולחן), חומצה הידרוכלורית וכמות לא מבוטלת של חוֹם.
מהם המגיבים?
כמעט כולם מכירים את הנתרן ביקרבונט (NaHCO3), מכיוון שזה הסודה לשתיה שמשתמשים בה לניקוי ריח המקרר. פחות אנשים מכירים את הסידן הכלורי (CaCl2), אבל הם צריכים להיות. כמו נתרן כלורי, זה מלח והוא היגרוסקופי, מה שאומר שהוא סופג לחות מהאוויר. הכנסת צלחת של סידן כלורי לארון שלך היא דרך טובה להגן על הבגדים מפני עובש. סידן כלורי מסייע בבקרת אבק ועובד כתוסף מזון, מכיוון שהוא יכול לגרום למזונות כמו חמוצים לטעם מלוח מבלי להוסיף ממש נתרן כלורי.
תגובה של שני חלקים
התגובה בין נתרן ביקרבונט לסידן כלורי צריכה להתרחש בתמיסה, ולכן מים הם תמיד חלק מהתגובה. שני המגיבים מתמוססים בקלות במים, כך שזו לא בעיה. אתה יכול להמיס אחד במים ואז להוסיף את השני, או שאתה יכול לשמור את שניהם בפינות מנוגדות של שקית ניילון והניחו בקבוקון מים ביניהם, כך שכאשר תנערו את השקית, הם ישולבו עם המים וכל אחד מהם אַחֵר.
כשמשלבים את המגיבים, שני דברים מתרחשים. הדבר הראשון הוא שהם משתלבים ליצירת סידן פחמתי - תרכובת שנמצאת באבן גיר, גיר, שיש וקליפות של חלזונות ויצורי ים - יחד עם נתרן כלורי ומימן יונים. יוני המימן הופכים את התמיסה לחומצית, והם משתלבים עם שאריות נתרן ביקרבונט כדי לייצר גז פחמן דו חמצני, יונים ונתרן. הם גם משלבים עם כלור כדי ליצור מימן כלורי.
שחרורו של גז פחמן דו חמצני מפוצץ את השקית, ומכיוון שהגז מיוצר בתגובה אקסותרמית, טמפרטורת התמיסה עולה.
המשוואות הכימיות
בתגובה הראשונה, המגיבים מתאחדים ויוצרים סידן פחמתי, נתרן כלורי ויוני מימן. המשוואה לתגובה זו היא:
CaCl2 + 2 NaHCO3 > CaCO3 + 2 NaCl + H+
לאחר מכן יוני המימן משתלבים עם נתרן ביקרבונט שאינו בשימוש ליצירת פחמן דו חמצני, מים ונתרן.
ה+ + NaHCO3 > CO2 + H2O + Na+
נתרן כלורי מתנתק ליוני Cl ו- Na + במים. חלק מיוני הכלור החופשיים משולבים עם יוני מימן ליצירת מימן כלורי.
ה+ + קל- > HCl
משוואה פשוטה לתהליך הכולל היא:
NaHCO3(s) + CaCl2(ים) + H2O (l)> CaCO3(ים) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)
