Kemisk ligning for nedbrydning af natriumbicarbonat

Bagepulver er et amfotert uorganisk salt med formlen NaHCO ₃ og er lige så allestedsnærværende i et kemilaboratorium, som det er i køkkenet. Den består af natriumsaltet af den konjugerede base af kulsyre . Sidstnævnte er en svag syre, som giver bicarbonat en let basisk karakter.

Denne forbindelse er et hvidt krystallinsk stof, der kan findes i forskellige mineraler såsom natron og nacolit, også kaldet thermocalite. Det opnås også industrielt ved at lede gasformig ammoniak og kuldioxid gennem en koncentreret opløsning af natriumchlorid eller saltlage.

Hvorfor hedder det bagepulver?

Det systematiske navn på natriumbicarbonat er faktisk natriumhydrogencarbonat eller natriumhydrogentrioxocarbonat(-1). Men selv i dag foretrækkes det almindelige navn natriumbicarbonat, fordi det er kortere og ikke giver for meget tvetydighed. Bi – præfikset for bicarbonat henviser til, at dette salt indeholder dobbelt så mange carbonater for hver natriumion som natriumcarbonat, hvis formel er Na ₂ CO ₃ . Bemærk, at der i formlen ovenfor er to natrium for hver carbonation, hvilket svarer til at sige, at der er ½ carbonat for hver natrium. På den anden side er der i NaHCO ₃ et carbonat for hvert natrium, hvilket repræsenterer to gange ½, hvilket er der, præfikset kommer fra.

Bagepulvers kemiske egenskaber

Natriumbicarbonat er et relativt billigt stof og har kemiske egenskaber, der gør det anvendeligt i mange applikationer både i og uden for laboratoriet.

• For det første gør dens mildt alkaliske karakter den til et glimrende valg til at neutralisere syrer, når der opstår et spild. Neutraliseringsreaktionen frembringer et observerbart brus, der let indikerer, hvornår syren er færdig med at neutralisere. På den anden side er tilsætning af et overskud af bicarbonat ikke problematisk, da det er en svag base. Faktisk bør der i hvert kemilaboratorium altid være en flaske med en natriumbicarbonatopløsning til dette formål.
• Derudover har natriumbicarbonat også en ioniserbar proton, da kulsyre er en diprotisk syre, så den kan også reagere med baser.
• Endelig har dette salt den særlige egenskab, at det let nedbrydes, når det opvarmes. En sådan termisk nedbrydning er hovedemnet i denne artikel og er beskrevet i næste afsnit.

Natriumbicarbonat-nedbrydningsligning

Som nævnt i det foregående afsnit nedbrydes bagepulver ved opvarmning. Denne reaktion giver frigivelse af kuldioxid (CO ₂ ) i form af gas og vanddamp (H ₂ O), mens det alkaliske salt natriumcarbonat (Na ₂ CO ₃ ) forbliver i den faste fase. Den afbalancerede eller justerede kemiske ligning er:

BEMÆRK: Under 100°C, hvis trykket er 1 atm, vil det dannede vand kondensere til en flydende tilstand. Over nævnte temperatur genereres der i stedet damp.

Denne kemiske reaktion sker naturligt ved stuetemperatur, men meget langsomt. Dette er grunden til, at bagepulver har en udløbstid, som er omkring 2 til 3 år. Imidlertid fremskyndes reaktionen med stigende temperatur, og den sker hurtigt over 80°C. På den anden side katalyseres denne reaktion af syrer.

Et af de væsentlige træk ved den termiske nedbrydning af natriumbicarbonat er frigivelsen af ​​kuldioxidgas og vanddamp. Denne egenskab, sammen med det faktum, at hverken bagepulver eller karbonat er sundhedsskadeligt, gør, at bagepulver ofte bruges som et kemisk hævemiddel, når man bager forskellige fødevarer såsom kager, pandekager og andre.

Ud over dette forklarer ovenstående nedbrydningsreaktion også et karakteristisk træk ved brugen af ​​dette salt til madlavning eller bagning af vores mad: den karakteristiske metalliske smag, der forbliver i nogle fødevarer, hvis vi tilføjer for meget bicarbonat til blandingen. Denne smag kommer fra natriumcarbonatet, der dannes efter nedbrydningen af ​​bagepulveret. Natriumcarbonat er en meget mere alkalisk forbindelse end bicarbonat, da det er dens konjugerede base, og som en syre er bicarbonat meget svag. Når man husker, at styrken af ​​den konjugatbase er omvendt til syrens styrke, giver en meget svag syre anledning til en stærkere base.

Den samme reaktion bruges også i bagepulver. Denne kulinariske ingrediens indeholder omkring en tredjedel af natriumbicarbonat som hævemiddel; Det indeholder også sure stoffer, der hjælper med nedbrydningen af ​​bikarbonatet, og som også neutraliserer det carbonat, der dannes efter reaktionen.

En anden nedbrydningsreaktion

Hvis vi tager en prøve af natriumbicarbonat og varmer den op, vil den, når den når omkring 80°C, begynde at nedbrydes hurtigt, indtil den er fuldstændig omdannet til natriumcarbonat, kuldioxid og vand, som vi lige så. Men hvis vi fortsætter med at varme, vil der komme et tidspunkt, hvor en anden nedbrydningsreaktion vil forekomme med frigivelse af mere kuldioxid.

Denne anden nedbrydningsreaktion sker ved ca. 850°C og producerer, udover kuldioxid, natriumoxid (Na ₂ O), som det kan ses i følgende ligning:

Selvom denne nedbrydningsreaktion kan udføres ved at opvarme natriumbicarbonat til høje temperaturer, er det faktisk ikke en nedbrydningsreaktion af natriumbicarbonat, da det i dette tilfælde er carbonat, der nedbrydes af natrium.

Referencer

Buddies, SSL (2017, 17. august). Forsvindende bagepulver . Scientific American. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

Chang, R. (2021). Kemi (11. ^udgave ). MCGRAW HILL UDDANNELSE.

sciencebit. (2017, 27. februar). Nedbrydningsreaktion af natriumbicarbonat. Kemi eksperiment. [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

EcuRed. (nd). Natriumbicarbonat (stof) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(Substance)

IUPAC. (2005). NOMENKLATURE OF UORGANISK KEMI – IUPAC Recommendations 2005 . IUPAC røde bog. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf