Сирће је једна од најкориснијих хемикалија које можете пронаћи у кући. У основи је то раствор сирћетне киселине ниске концентрације, око 5 процената, који има хемијску формулу Ц.2Х.4О.2, понекад записано као ЦХ3ЦООХ за изолацију слабо везаног јона водоника који га чини киселим. Са пХ око 2,4, сирћетна киселина је прилично нагризајућа, али у толико је ниској концентрацији кулинарског сирћета да нема проблема са изливањем сирћета на помфрит или салату. Два лабораторијска експеримента која укључују сирће могу показати егзотермне и ендотермне реакције, које одају и апсорбују топлоту. Један производи пенасти вулкан који је хладан на више начина, док други ствара зарђали метал и мало топлоте.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Егзотермна реакција производи топлоту, док ендотермна реакција троши топлоту. Помијешајте соду бикарбону и сирће како бисте постали свједоци ендотермне реакције, а челична вуна намочите сирћетом да бисте постали свједоци егзотермне реакције.
Експеримент са пенастим вулканом
Комбинујте сирће са содом бикарбоном (натријум бикарбонат) и измерите температуру, па ћете открити да падне за око 4 степена Целзијуса (7,2 степени Фахренхеита) за око минут. Иако пад температуре није баш резултат специфичне реакције сирћета и печења соде, не би се десило ако их не бисте комбиновали, тако да се целокупан процес квалификује као ендотермичан реакција. Комбинација такође ослобађа гас угљен-диоксида, који се мехури у смеши стварајући пену која излази из посуде попут лаве из вулкана.
Ова реакција се одвија у два корака. У првом, сирћетна киселина у сирћету реагује са натријум бикарбонатом дајући натријум ацетат и угљену киселину:
НаХЦО3 + ХЦ2Х.3О.2 → НаЦ2Х.3О.2 + Х2ЦО3
Угљена киселина је нестабилна и брзо се разграђује стварајући угљен-диоксид и воду:
Х.2ЦО3 → Х.2О + ЦО2
Цео процес можете сумирати овом једначином:
НаХЦО3 + ХЦ2Х.3О.2 → НаЦ2Х.3О.2 + Х2О + ЦО2
Речено речима, натријум бикарбонат плус сирћетна киселина даје натријум ацетат плус воду и угљен диоксид. Реакција троши топлоту јер је потребна енергија за разбијање молекула угљене киселине у воду и угљен-диоксид.
Експеримент рђаве челичне вуне
Реакција оксидације је егзотермна јер производи топлоту. Горући трупци представљају екстреман пример за то. Будући да је рђање реакција оксидације, она производи топлоту, иако се топлота расипа пребрзо да би била приметна. Ако успете да натерате челичну вуну да брзо рђа, можете забележити пораст температуре. Један од начина да се то уради је намакање челичне вунене јастучиће сирћетом како би се уклонио заштитни премаз са челичних влакана.
Ставите фину подлогу од челичне вуне у стаклену посуду и налијте довољно сирћета да је покрије. Оставите подлогу да се намаче око минут, а затим је уклоните и ставите у другу посуду. Уметните крај термометра у средину подлоге и гледајте га око 5 минута. Очитавање температуре ће се повећати и можда ћете приметити магловитост са стране посуде ако користите прозирно стакло. На крају ће температура престати да расте како се челична влакна превлаче слојем рђе, који блокира даљу оксидацију.
Шта се десило? Сирћетна киселина у сирћету је растворила облогу на влакнима јастука од челичне вуне, излажући челик испод атмосфери. Гвожђе у незаштићеном челику, комбиновано са кисеоником, ствара више гвожђе оксида и током тога је одавало топлоту. Ако поново намочите подлогу сирћетом и вратите је у суву посуду, приметиће се пораст исте температуре. Овај експеримент можете понављати изнова и изнова док цело гвожђе у подлози не захрђа, мада би то вероватно трајало неколико дана.