Hva lager kalsiumklorid og natron?

Å kombinere kalsiumklorid og natron - natriumbikarbonat - i en forseglet plastpose er et favorittkjemisk eksperiment på videregående skole. Den produserer en gass, så hvis du forsegler posen etter å ha kombinert kjemikaliene, vil posen blåse opp som en ballong. En annen grunn til kjemi lærere på videregående skoler elsker dette eksperimentet er at kombinasjonen produserer varme, så det er et utmerket eksempel på en eksoterm reaksjon. Bruk vernebriller og gummihansker når du kombinerer disse to forbindelsene, fordi en av biproduktene i reaksjonen er saltsyre, som er etsende nok til å forbrenne huden din.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Kombiner natriumbikarbonat (natron), kalsiumklorid og vann, og du får kalsiumkarbonat (et krittaktig) bunnfall) pluss karbondioksydgass, natriumklorid (bordsalt), saltsyre og en god del varme.

Nesten alle er kjent med natriumbikarbonat (NaHCO₃), fordi det er natron du bruker for å deodorisere kjøleskapet ditt. Færre er kjent med kalsiumklorid (CaCl

Reaksjonen mellom natriumbikarbonat og kalsiumklorid må skje i oppløsning, så vann er alltid en del av reaksjonen. Begge reaktantene oppløses lett i vann, så det er ikke noe problem. Du kan oppløse den ene i vann og deretter legge til den andre, eller du kan oppbevare begge i motsatte hjørner av en plastpose og legg et hetteglass med vann mellom dem slik at når du rister posen, kombineres de med vannet og hvert annen.

Når du kombinerer reaktantene, oppstår to ting. Det første er at de kombineres for å danne kalsiumkarbonat - en forbindelse som finnes i kalkstein, kritt, marmor og skjell av snegler og sjødyr - sammen med natriumklorid og hydrogen ioner. Hydrogenionene gjør løsningen sur, og de kombineres med rester av natriumbikarbonat for å produsere karbondioksydgass, vann og natriumioner. De kombineres også med klor for å lage hydrogenklorid.

Utslipp av karbondioksydgass sprenger posen, og fordi gassen produseres i en eksoterm reaksjon, går temperaturen i løsningen opp.

I den første reaksjonen kombineres reaktantene for å danne kalsiumkarbonat, natriumklorid og hydrogenioner. Ligningen for denne reaksjonen er:

CaCl₂ + 2 NaHCO₃ > CaCO₃ + 2 NaCl + H⁺

Hydrogenionene kombineres deretter med ubrukt natriumbikarbonat for å danne karbondioksid, vann og natriumioner.

H⁺ + NaHCO₃ > CO₂ + H₂O + Na⁺

Natriumklorid dissosieres i Cl- og Na + -ioner i vann. Noen av de frie klorionene kombineres med hydrogenioner for å danne hydrogenklorid.

H⁺ + Cl^- > HCl

En forenklet ligning for den samlede prosessen er:

NaHCO₃(s) + CaCl₂(s) + H₂O (l)> CaCO₃(s) + CO₂(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)