Eddik er en av de mest nyttige kjemikaliene du finner rundt i huset. Det er i utgangspunktet en løsning med lav konsentrasjon, omtrent 5 prosent, av eddiksyre, som har den kjemiske formelen C2H4O2, noen ganger skrevet som CH3COOH for å isolere det løst bundet hydrogenionet som gjør det surt. Med en pH på rundt 2,4 er eddiksyre ganske etsende, men den har så lav konsentrasjon i kulinarisk eddik at det ikke er noe problem å helle eddik på pommes frites eller salat. To laboratorieeksperimenter som involverer eddik kan demonstrere eksotermiske og endotermiske reaksjoner, som er de som avgir henholdsvis og absorberer varme. Den ene produserer en skummende vulkan som er kul på flere måter enn den ene mens den andre skaper rustet metall og litt varme.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
En eksoterm reaksjon produserer varme mens en endoterm reaksjon forbruker varme. Bland natron og eddik for å være vitne til en endoterm reaksjon, og sug stålull i eddik for å være vitne til en eksoterm.
Det skummende vulkaneksperimentet
Kombiner eddik med natron (natriumbikarbonat) og mål temperaturen, og du vil oppdage at den faller rundt 4 grader Celsius (7,2 grader Fahrenheit) på omtrent et minutt. Selv om temperaturfallet ikke akkurat er et resultat av den spesifikke reaksjonen mellom eddik og baking brus, det ville ikke forekomme hvis du ikke kombinerte dem, så den generelle prosessen kvalifiserer som en endoterm reaksjon. Kombinasjonen frigjør også karbondioksidgass, som bobler opp inne i blandingen for å skape et skum som stiger ut av beholderen som lava fra en vulkan.
Denne reaksjonen skjer i to trinn. I den første reagerer eddiksyre i eddik med natriumbikarbonat for å produsere natriumacetat og karbonsyre:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Karbonsyre er ustabil, og den spaltes raskt for å danne karbondioksid og vann:
H2CO3 → H2O + CO2
Du kan oppsummere hele prosessen med denne ligningen:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Sagt med ord, natriumbikarbonat pluss eddiksyre produserer natriumacetat pluss vann pluss karbondioksid. Reaksjonen forbruker varme fordi det kreves energi for å bryte karbonsyremolekylene i vann og karbondioksid.
Rusting Steel Wool Experiment
En oksidasjonsreaksjon er eksoterm fordi den produserer varme. Brennende vedkubber er et ekstremt eksempel på dette. Fordi rusting er en oksidasjonsreaksjon, produserer den varme, selv om varmen vanligvis forsvinner for raskt til å være merkbar. Hvis du kan få en stålullspute til å ruste raskt, kan du registrere temperaturstigningen. En måte å gjøre dette på er å suge en stålullpute i eddik for å fjerne det beskyttende belegget fra stålfibrene.
Legg en fin stålullpute i en glassbeholder og hell i nok eddik til å dekke den. La puten trekke i omtrent et minutt, fjern den og legg den i en annen beholder. Sett enden av et termometer inn i midten av puten og se på den i omtrent 5 minutter. Du vil se temperaturavlesningen stige, og du kan til og med legge merke til tåke på siden av beholderen hvis du bruker klart glass. Til slutt vil temperaturen slutte å stige når stålfibrene blir belagt med et rustlag som blokkerer ytterligere oksidasjon.
Hva skjedde? Eddiksyre i eddiken løste opp belegget på fibrene i stålullputen, og utsatte stålet under for atmosfæren. Jernet i det ubeskyttede stålet kombinert med oksygen for å produsere mer jernoksid, og ga i prosessen varme. Hvis du dynker puten igjen i eddik og legger den tilbake i den tørre beholderen, ser du den samme temperaturstigningen. Du kan gjenta dette eksperimentet igjen og igjen til alt jernet i puten har rustet, selv om dette sannsynligvis vil ta flere dager.