Zawartość
Połączenie chlorku wapnia i sody oczyszczonej - wodorowęglanu sodu - w zamykanej plastikowej torbie jest ulubionym eksperymentem chemicznym w szkole średniej. Wytwarza gaz, więc jeśli zamkniesz worek po połączeniu chemikaliów, worek wybuchnie jak balon. Innym powodem, dla którego nauczyciele chemii w szkole średniej uwielbiają ten eksperyment, jest to, że połączenie wytwarza ciepło, więc jest to doskonały przykład reakcji egzotermicznej. Noś okulary i gumowe rękawiczki, łącząc te dwa związki, ponieważ jednym z produktów ubocznych reakcji jest kwas chlorowodorowy, który jest wystarczająco żrący, aby poparzyć skórę.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Połącz wodorowęglan sodu (soda oczyszczona), chlorek wapnia i wodę, a otrzymasz węglan wapnia (kredowy osad) oraz gazowy dwutlenek węgla, chlorek sodu (sól kuchenna), kwas solny i sporą ilość ciepła.
Jakie są reagenty?
Praktycznie każdy zna wodorowęglan sodu (NaHCO3), ponieważ jest to soda oczyszczona, której używasz do odświeżania lodówki. Mniej osób zna chlorek wapnia (CaCl2), ale powinny być. Podobnie jak chlorek sodu, jego sól i jego higroskopijność, co oznacza, że pochłania wilgoć z powietrza. Włożenie naczynia z chlorkiem wapnia do szafy to dobry sposób na ochronę ubrań przed pleśnią. Chlorek wapnia pomaga kontrolować zapylenie i działa jako dodatek do żywności, ponieważ może sprawić, że potrawy takie jak marynaty będą miały słony smak bez dodawania chlorku sodu.
Reakcja dwuczęściowa
Reakcja między wodorowęglanem sodu i 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 jeden w wodzie, a następnie dodać drugi, lub możesz trzymać oba w przeciwległych rogach plastikowej torby i umieścić między nimi fiolkę z wodą, aby po potrząśnięciu torebką łączyły się one z wodą i ze sobą.
Po połączeniu reagentów zachodzą dwie rzeczy. Pierwszą rzeczą jest to, że łączą się, tworząc węglan wapnia - związek występujący w wapieniu, kredie, marmurze i skorupach ślimaków i stworzeń morskich - wraz z chlorkami sodu i jonami wodoru. Jony wodoru zakwaszają roztwór i łączą się z pozostałym wodorowęglanem sodu, tworząc gazowy dwutlenek węgla, wodę i jony sodu. Łączą się również z chlorem, aby wytworzyć chlorowodór.
Uwolnienie gazu dwutlenku węgla wysadza worek, a ponieważ gaz powstaje w reakcji egzotermicznej, temperatura roztworu wzrasta.
Równania chemiczne
W pierwszej reakcji reagenty łączą się, tworząc węglan wapnia, chlorek sodu i jony wodoru. Równanie tej reakcji jest następujące:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Jony wodoru łączą się następnie z nieużywanym wodorowęglanem sodu z wytworzeniem jonów dwutlenku węgla, wody i sodu.
H.+ + NaHCO3 ---> CO2 + H2O + Na+
Chlorek sodu dysocjuje na jony Cl- i Na + w wodzie. Niektóre wolne jony chloru łączą się z jonami wodoru, tworząc chlorowodór.
H.+ + Cl- ---> HCl
Uproszczone równanie dla całego procesu jest następujące:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)