Actas yra viena iš naudingiausių cheminių medžiagų, kurią rasite namuose. Iš esmės tai mažos koncentracijos acto rūgšties tirpalas, apie 5 proc., Kurio cheminė formulė C2H4O2, kartais parašyta kaip CH3COOH izoliuoti laisvai susijungusį vandenilio joną, kuris jį rūgština. Kai pH yra maždaug 2,4, acto rūgštis yra gana ėsdinanti, tačiau kulinariniame acte jo koncentracija yra tokia maža, kad nėra problemų pilti actą ant bulvytės ar salotų. Du eksperimentai su actu gali parodyti egzotermines ir endotermines reakcijas, kurios atitinkamai išskiria ir sugeria šilumą. Vienas iš jų sukuria putojantį ugnikalnį, kuris yra kietas daugiau nei vienas, o kitas sukuria surūdijusį metalą ir šiek tiek šilumos.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Egzoterminė reakcija sukelia šilumą, o endoterminė reakcija - šilumą. Sumaišykite soda ir actą, kad pamatytumėte endoterminę reakciją, ir mirkykite plieninę vatą actu, kad taptumėte egzotermine.
Putojančio vulkano eksperimentas
Sumaišykite actą su soda (natrio bikarbonatu) ir išmatuokite temperatūrą, ir pamatysite, kad maždaug per minutę jis nukrenta apie 4 laipsnius Celsijaus (7,2 laipsnių pagal Celsijų). Nors temperatūros kritimas nėra būtent specifinės acto ir kepimo reakcijos rezultatas soda, to neatsitiktų, jei jų nederintumėte, todėl visas procesas kvalifikuojamas kaip endoterminis reakcija. Derinys taip pat išskiria anglies dioksido dujas, kurios burbuliuoja mišinio viduje ir sukuria putas, kurios iš konteinerio iškyla kaip lava iš ugnikalnio.
Ši reakcija vyksta dviem etapais. Pirmajame acto acto rūgštis reaguoja su natrio bikarbonatu, kad gautų natrio acetatą ir anglies rūgštį:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Anglies rūgštis yra nestabili ir greitai suyra, sudarydama anglies dioksidą ir vandenį:
H2CO3 → H2O + CO2
Galite apibendrinti visą procesą naudodami šią lygtį:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Žodžiu, natrio bikarbonatas ir acto rūgštis gamina natrio acetatą, vandenį ir anglies dioksidą. Reakcija sunaudoja šilumą, nes energija reikalinga anglies rūgšties molekulėms suskaidyti į vandenį ir anglies dioksidą.
Rūdijančio plieno vilnos eksperimentas
Oksidacijos reakcija yra egzoterminė, nes ji gamina šilumą. Degantys rąstai yra kraštutinis to pavyzdys. Kadangi rūdijimas yra oksidacijos reakcija, jis gamina šilumą, nors šiluma paprastai išsisklaido per greitai, kad būtų pastebima. Tačiau jei galite gauti plieninės vilnos padą, kad jis greitai rūdytų, galite užfiksuoti temperatūros kilimą. Vienas iš būdų tai padaryti yra mirkyti plieninės vilnos pagalvėlę actu, kad būtų pašalinta apsauginė danga nuo plieno pluoštų.
Į stiklinę talpyklą įdėkite smulkios plieninės vatos pagalvėlę ir užpilkite actu tiek, kad ji apsemtų. Leiskite padėkliui mirkti maždaug minutę, tada nuimkite jį ir įdėkite į kitą indą. Įstatykite termometro galą į trinkelės vidurį ir stebėkite jį maždaug 5 minutes. Jūs pamatysite, kaip pakyla temperatūra, ir netgi galite pastebėti rūką ant konteinerio šono, jei naudosite skaidrų stiklą. Galų gale temperatūra nustos kilti, kai plieno pluoštas pasidengs rūdžių sluoksniu, kuris blokuoja tolesnę oksidaciją.
Kas nutiko? Acto rūgštis, esanti acte, ištirpino plieninės vilnos pado pluošto dangą, apnuogindama plieną atmosferoje. Neapsaugotame pliene esanti geležis kartu su deguonimi gamina daugiau geležies oksido ir šio proceso metu atidavė šilumą. Jei vėl pamirkysite įklotą actu ir vėl įdėsite į sausą indą, pamatysite tą patį temperatūros kilimą. Šį eksperimentą galite kartoti vėl ir vėl, kol visa geležis įklote surūdys, nors tai tikriausiai užtruks kelias dienas.