Oțetul este una dintre cele mai utile substanțe chimice pe care le găsești prin casă. Este practic o soluție cu concentrație scăzută, aproximativ 5%, de acid acetic, care are formula chimică C2H4O2, uneori scris ca CH3COOH pentru a izola ionul hidrogen legat slab care îl face acid. Cu un pH de aproximativ 2,4, acidul acetic este destul de coroziv, dar este într-o concentrație atât de scăzută în oțet culinar, încât nu există nicio problemă în turnarea oțetului pe cartofi sau salată. Două experimente de laborator care implică oțet pot demonstra reacții exoterme și endotermice, care sunt cele care degajă și, respectiv, absorb căldura. Unul produce un vulcan spumant, care este rece în mai multe moduri, în timp ce celălalt creează metal ruginit și o anumită căldură.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
O reacție exotermă produce căldură în timp ce o reacție endotermă consumă căldură. Amestecați bicarbonatul de sodiu și oțetul pentru a asista la o reacție endotermică și înmuiați vata de oțel în oțet pentru a asista la una exotermă.
Experimentul Vulcanului spumos
Combinați oțetul cu bicarbonat de sodiu (bicarbonat de sodiu) și măsurați temperatura și veți descoperi că scade aproximativ 4 grade Celsius (7,2 grade Fahrenheit) în aproximativ un minut. Deși scăderea temperaturii nu este tocmai rezultatul reacției specifice dintre oțet și coacere sifon, nu s-ar întâmpla dacă nu le-ați combina, deci procesul general se califică ca endotermic reacţie. Combinația eliberează, de asemenea, dioxid de carbon gazos, care bulează în interiorul amestecului pentru a crea o spumă care se ridică din recipient, ca lava de la un vulcan.
Această reacție are loc în două etape. În primul, acidul acetic din oțet reacționează cu bicarbonatul de sodiu pentru a produce acetat de sodiu și acid carbonic:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Acidul carbonic este instabil și se descompune rapid pentru a forma dioxid de carbon și apă:
H2CO3 → H2O + CO2
Puteți rezuma întregul proces cu această ecuație:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
În cuvinte, bicarbonatul de sodiu plus acidul acetic produce acetat de sodiu plus apă plus dioxid de carbon. Reacția consumă căldură deoarece energia este necesară pentru a sparge moleculele de acid carbonic în apă și dioxid de carbon.
Experimentul cu lână de oțel ruginită
O reacție de oxidare este exotermă, deoarece produce căldură. Arderea buștenilor oferă un exemplu extrem în acest sens. Deoarece ruginirea este o reacție de oxidare, produce căldură, deși căldura se disipează de obicei prea repede pentru a fi vizibilă. Totuși, dacă puteți obține un tampon din lână de oțel pentru a rugini rapid, puteți înregistra creșterea temperaturii. O modalitate de a face acest lucru este de a înmuia un tampon de lână de oțel în oțet pentru a îndepărta stratul de protecție din fibrele de oțel.
Așezați un tampon fin de lână de oțel într-un recipient de sticlă și turnați suficient oțet pentru a-l acoperi. Lăsați tamponul să se înmoaie timp de aproximativ un minut, apoi scoateți-l și puneți-l într-un alt recipient. Introduceți capătul unui termometru în centrul tamponului și urmăriți-l timp de aproximativ 5 minute. Veți vedea creșterea citirii temperaturii și puteți observa chiar ceață pe partea laterală a recipientului dacă utilizați sticlă transparentă. În cele din urmă, temperatura va înceta să crească pe măsură ce fibrele de oțel se acoperă cu un strat de rugină, care blochează oxidarea suplimentară.
Ce s-a întâmplat? Acidul acetic din oțet a dizolvat învelișul pe fibrele plăcii de lână de oțel, expunând oțelul de dedesubt la atmosferă. Fierul din oțelul neprotejat combinat cu oxigenul pentru a produce mai mult oxid de fier și, în acest proces, a degajat căldură. Dacă înmuiați din nou tamponul în oțet și îl puneți înapoi în recipientul uscat, veți vedea aceeași creștere a temperaturii. Puteți repeta acest experiment din nou și din nou până când tot fierul din tampon s-a ruginit, deși probabil ar dura câteva zile.
