Att kombinera kalciumklorid och bakpulver - natriumbikarbonat - i en förseglingsbar plastpåse är ett favoritkemiexperiment på gymnasiet. Det producerar en gas, så om du förseglar påsen efter att kemikalierna har kombinerats, spränger påsen som en ballong. En annan anledning till att kemilärare i gymnasiet älskar detta experiment är att kombinationen producerar värme, så det är ett utmärkt exempel på en exoterm reaktion. Använd skyddsglasögon och gummihandskar när du kombinerar dessa två föreningar, eftersom en av biprodukterna i reaktionen är saltsyra, som är tillräckligt frätande för att bränna huden.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Kombinera natriumbikarbonat (bakpulver), kalciumklorid och vatten och du får kalciumkarbonat (en krita fällning) plus koldioxidgas, natriumklorid (bordssalt), saltsyra och en hel del värme.
Vad är reaktanterna?
Nästan alla är bekanta med natriumbikarbonat (NaHCO3), eftersom det är bakpulver som du använder för att lukta bort ditt kylskåp. Färre människor känner till kalciumklorid (CaCl
2), men de borde vara det. Liksom natriumklorid är det ett salt och hygroskopiskt, vilket innebär att det absorberar fukt från luften. Att lägga en skål med kalciumklorid i din garderob är ett bra sätt att skydda dina kläder från mögel. Kalciumklorid hjälper dammkontroll och fungerar som livsmedelstillsats, eftersom det kan göra livsmedel som pickles smaka salt utan att faktiskt tillsätta natriumklorid.En tvådelad reaktion
Reaktionen mellan natriumbikarbonat och kalciumklorid måste ske i lösning, så vatten är alltid en del av reaktionen. Båda reaktanterna löser sig lätt i vatten, så det är inget problem. Du kan lösa upp en i vatten och sedan lägga till den andra, eller så kan du hålla båda i motsatta hörn av en plastpåse och placera en flaska vatten mellan dem så att de, när du skakar påsen, kombineras med vattnet och varje Övrig.
När du kombinerar reaktanterna uppstår två saker. Det första är att de kombineras för att bilda kalciumkarbonat - en förening som finns i kalksten, krita, marmor och snäckskal och havsdjur - tillsammans med natriumklorid och väte joner. Vätejonerna gör lösningen sur, och de kombineras med kvarvarande natriumbikarbonat för att producera koldioxidgas, vatten och natriumjoner. De kombineras också med klor för att göra klorväte.
Utsläppet av koldioxidgas spränger påsen och eftersom gasen produceras i en exoterm reaktion stiger lösningens temperatur.
De kemiska ekvationerna
I den första reaktionen kombineras reaktanterna för att bilda kalciumkarbonat, natriumklorid och vätejoner. Ekvationen för denna reaktion är:
CaCl2 + 2 NaHCO3 > CaCO3 + 2 NaCl + H+
Vätejonerna kombineras sedan med oanvänt natriumbikarbonat för att bilda koldioxid, vatten och natriumjoner.
H+ + NaHCO3 > CO2 + H2O + Na+
Natriumklorid dissocieras i Cl- och Na + -joner i vatten. Några av de fria klorjonerna kombineras med vätejoner för att bilda klorväte.
H+ + Cl- > HCl
En förenklad ekvation för den totala processen är:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O (l)> CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)