Kalcija hlorīda un cepamā soda - nātrija bikarbonāta - apvienošana noslēgtā plastmasas maisiņā ir iecienīts vidusskolas ķīmijas eksperiments. Tas rada gāzi, tādēļ, ja jūs aizzīmogojat maisu pēc ķīmisko vielu apvienošanas, maiss uzsprāgs kā balons. Vēl viens iemesls, kāpēc vidusskolas ķīmijas skolotāji mīl šo eksperimentu, ir tas, ka kombinācija rada siltumu, tāpēc tas ir lielisks eksotermiskas reakcijas piemērs. Apvienojot šos divus savienojumus, valkājiet brilles un gumijas cimdus, jo viens no reakcijas blakusproduktiem ir sālsskābe, kas ir pietiekami kodīga, lai sadedzinātu ādu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Apvienojiet nātrija bikarbonātu (soda), kalcija hlorīdu un ūdeni, un jūs saņemsiet kalcija karbonātu (krīta nogulsnes), kā arī oglekļa dioksīda gāze, nātrija hlorīds (galda sāls), sālsskābe un pietiekams daudzums karstums.
Kādi ir reaģenti?
Praktiski visi ir pazīstami ar nātrija bikarbonātu (NaHCO3), jo tā ir cepamā soda, ko izmantojat ledusskapja dezodorēšanai. Mazāk cilvēku zina kalcija hlorīdu (CaCl
Divdaļīga reakcija
Reakcijai starp nātrija bikarbonātu un kalcija hlorīdu jānotiek šķīdumā, tāpēc ūdens vienmēr ir reakcijas sastāvdaļa. Abi reaģenti ūdenī viegli izšķīst, tāpēc tā nav problēma. Jūs varat izšķīdināt vienu ūdenī, pēc tam pievienot otru, vai arī jūs varat turēt abus plastmasas maisiņa pretējos stūros un starp tiem ievieto ūdens flakonu tā, lai, kratot maisu, tie apvienotos ar ūdeni un katru cits.
Apvienojot reaģentus, rodas divas lietas. Pirmais ir tas, ka tie apvienojas, veidojot kalcija karbonātu - savienojumu, kas atrodams kaļķakmenī, krīts, marmors un gliemežu un jūras radību čaulas - kopā ar nātrija hlorīdu un ūdeņradi joni. Ūdeņraža joni padara šķīdumu skābu, un tie apvienojas ar pārpalikušo nātrija bikarbonātu, iegūstot oglekļa dioksīda gāzi, ūdeni un nātrija jonus. Viņi arī apvieno ar hloru, lai iegūtu ūdeņraža hlorīdu.
Oglekļa dioksīda izdalīšanās uzspridzina maisu, un, tā kā gāze rodas eksotermiskā reakcijā, šķīduma temperatūra paaugstinās.
Ķīmiskie vienādojumi
Pirmajā reakcijā reaģenti apvienojas, veidojot kalcija karbonāta, nātrija hlorīda un ūdeņraža jonus. Šīs reakcijas vienādojums ir:
CaCl2 + 2 NaHCO3 > CaCO3 + 2 NaCl + H+
Pēc tam ūdeņraža joni apvienojas ar neizmantoto nātrija bikarbonātu, veidojot oglekļa dioksīda, ūdens un nātrija jonus.
H+ + NaHCO3 > CO2 + H2O + Na+
Nātrija hlorīds ūdenī disociējas Cl- un Na + jonos. Daži no brīvā hlora joniem kopā ar ūdeņraža joniem veido hlorūdeņradi.
H+ + Cl- > HCl
Vienkāršots vienādojums visam procesam ir:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O (l)> CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)