Połączenie chlorku wapnia i sody oczyszczonej – wodorowęglanu sodu – w zamykanej plastikowej torbie to ulubiony eksperyment chemiczny w szkole średniej. Wytwarza gaz, więc jeśli zamkniesz worek po połączeniu chemikaliów, woreczek wybuchnie jak balon. Innym powodem, dla którego nauczyciele chemii w szkołach średnich uwielbiają ten eksperyment, jest to, że połączenie wytwarza ciepło, więc jest to doskonały przykład reakcji egzotermicznej. Podczas łączenia tych dwóch związków noś okulary ochronne i gumowe rękawiczki, ponieważ jednym z produktów ubocznych reakcji jest kwas solny, który jest wystarczająco żrący, aby poparzyć skórę.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Połącz wodorowęglan sodu (sodę oczyszczoną), chlorek wapnia i wodę, a otrzymasz węglan wapnia (kreda). osad) plus gazowy dwutlenek węgla, chlorek sodu (sól kuchenna), kwas solny i spora ilość ciepło.
Jakie są reagenty?
Praktycznie każdy zna wodorowęglan sodu (NaHCO3), ponieważ jest to soda oczyszczona, której używasz do dezodoryzacji lodówki. Mniej osób zna chlorek wapnia (CaCl
2), ale powinny. Podobnie jak chlorek sodu, jest solą i jest higroskopijna, co oznacza, że pochłania wilgoć z powietrza. Umieszczenie naczynia z chlorkiem wapnia w szafie to dobry sposób na ochronę ubrań przed pleśnią. Chlorek wapnia pomaga kontrolować pylenie i działa jako dodatek do żywności, ponieważ może sprawić, że żywność taka jak ogórki ma słony smak bez faktycznego dodawania chlorku sodu.Reakcja dwuczęściowa
Reakcja między wodorowęglanem sodu a chlorkiem wapnia musi zachodzić w roztworze, więc woda jest zawsze częścią reakcji. Oba reagenty łatwo rozpuszczają się w wodzie, więc nie stanowi to problemu. Możesz rozpuścić jedną w wodzie, a następnie dodać drugą, lub możesz trzymać obie w przeciwległych rogach plastikowej torby i umieść między nimi fiolkę z wodą, tak aby po wstrząśnięciu torebką łączyły się z wodą i każdą z nich inny.
Kiedy połączysz reagenty, zachodzą dwie rzeczy. Po pierwsze, łączą się, tworząc węglan wapnia – związek występujący w wapieniu, kreda, marmur i muszle ślimaków i stworzeń morskich – wraz z chlorkiem sodu i wodorem jony. Jony wodorowe zakwaszają roztwór i łączą się z resztkami wodorowęglanu sodu, tworząc gazowy dwutlenek węgla, wodę i jony sodu. Łączą się również z chlorem, tworząc chlorowodór.
Uwolnienie gazowego dwutlenku węgla powoduje rozerwanie worka, a ponieważ gaz jest wytwarzany w reakcji egzotermicznej, temperatura roztworu wzrasta.
Równania chemiczne
W pierwszej reakcji reagenty łączą się, tworząc węglan wapnia, chlorek sodu i jony wodorowe. Równanie dla tej reakcji to:
CaCl2 + 2 NaHCO3 > CaCO3 + 2 NaCl + H+
Jony wodorowe łączą się następnie z niewykorzystanym wodorowęglanem sodu, tworząc dwutlenek węgla, wodę i jony sodu.
H+ + NaHCO3 > CO2 + H2O + Na+
Chlorek sodu dysocjuje w wodzie na jony Cl- i Na+. Niektóre jony wolnego chloru łączą się z jonami wodorowymi, tworząc chlorowodór.
H+ + Cl- > HCl
Uproszczone równanie dla całego procesu to:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O(l) > CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (wodny) + HCl (wodny)