A nátrium-hidrogén-karbonát bomlásának kémiai egyenlete

A szódabikarbóna egy amfoter szervetlen só, amelynek képlete NaHCO ₃ , és ugyanolyan mindenütt megtalálható a kémiai laborokban, mint a konyhában. A szénsav konjugált bázisának nátriumsójából áll . Ez utóbbi gyenge sav, ami enyhén lúgos jelleget ad a bikarbonátnak.

Ez a vegyület fehér kristályos anyag, amely különböző ásványokban, például nátronban és nakolitban található, amelyet termokalitnak is neveznek. Iparilag is előállítják gázhalmazállapotú ammónia és szén-dioxid tömény nátrium-klorid- vagy sóoldaton való átengedésével.

Miért hívják szódabikarbónának?

A nátrium-hidrogén-karbonát szisztematikus neve valójában nátrium-hidrogén-karbonát vagy nátrium-hidrogén-trioxokarbonát (-1). Azonban még ma is a nátrium-hidrogén-karbonát közönséges elnevezést részesítik előnyben, mert rövidebb és nem ad túl sok kétértelműséget. A bikarbonát bi- előtagja arra utal, hogy ez a só nátriumiononként kétszer annyi karbonátot tartalmaz, mint a nátrium-karbonát, amelynek képlete Na ₂ CO ₃ . Vegye figyelembe, hogy a fenti képletben minden karbonátionhoz két nátrium tartozik, ami egyenértékű azzal, hogy minden nátriumhoz ½ karbonát tartozik. Másrészt a NaHCO ₃ -ban minden nátriumhoz egy karbonát tartozik, ami kétszer ½, innen származik az előtag.

A szódabikarbóna kémiai tulajdonságai

A nátrium-hidrogén-karbonát egy viszonylag olcsó anyag, és olyan kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek számos alkalmazásban hasznossá teszik laboratóriumon belül és kívül egyaránt.

• Egyrészt enyhén lúgos jellege miatt kiváló választás a savak semlegesítésére, ha kiömlik. A semlegesítési reakció megfigyelhető pezsgést eredményez, amely azonnal jelzi, ha a sav semlegesítése befejeződött. Másrészt a feleslegben lévő bikarbonát hozzáadása nem okoz problémát, mivel az gyenge bázis. Valójában minden kémiai laboratóriumban mindig legyen egy palack nátrium-hidrogén-karbonát oldattal erre a célra.
• Emellett a nátrium-hidrogén-karbonátnak van egy ionizálható protonja is, mivel a szénsav egy diprotikus sav, így bázisokkal is reagálhat.
• Végül ennek a sónak az a sajátossága, hogy melegítés közben könnyen lebomlik. Az ilyen termikus bomlás a cikk fő témája, és a következő részben ismertetjük.

A nátrium-hidrogén-karbonát bomlási egyenlete

Ahogy az előző részben említettük, a szódabikarbóna hevítéskor lebomlik. _{Ez a reakció szén-dioxid (CO 2} ) felszabadulását eredményezi gáz és vízgőz (H ₂ O) formájában , míg a nátrium-karbonát lúgos sója (Na ₂ CO ₃ ) szilárd fázisban marad. A kiegyensúlyozott vagy korrigált kémiai egyenlet:

MEGJEGYZÉS: 100°C alatt, ha a nyomás 1 atm, a képződött víz folyékony halmazállapotúvá kondenzálódik. Az említett hőmérséklet felett ehelyett gőz képződik.

Ez a kémiai reakció természetesen szobahőmérsékleten megy végbe, de nagyon lassan. Ez az oka annak, hogy a szódabikarbóna lejárati ideje körülbelül 2-3 év. A reakció azonban felgyorsul a hőmérséklet emelkedésével, és gyorsan 80 °C felett megy végbe. Másrészt ezt a reakciót savak katalizálják.

A nátrium-hidrogén-karbonát termikus bomlásának egyik lényeges jellemzője a szén-dioxid gáz és vízgőz felszabadulása. Ez a jellemző, valamint az a tény, hogy sem a szódabikarbóna, sem a karbonát nem káros az egészségre, ezért gyakran használják a szódabikarbónát kémiai kelesztőként különféle ételek, például sütemények, palacsinták és mások sütéséhez.

Ezen túlmenően a fenti bomlási reakció magyarázza ennek a sónak az ételeink főzéshez vagy sütéshez való felhasználásának jellegzetes sajátosságát: azt a jellegzetes fémes ízt, amely egyes ételekben megmarad, ha túl sok bikarbonátot adunk a keverékhez. Ez az íz a szódabikarbóna lebomlása után képződő nátrium-karbonátból származik. A nátrium-karbonát sokkal lúgosabb vegyület, mint a bikarbonát, mivel konjugált bázisa, és mint sav, a bikarbonát nagyon gyenge. Emlékezve arra, hogy a konjugált bázis erőssége fordított a sav erősségével, egy nagyon gyenge sav erősebb bázist eredményez.

Ugyanezt a reakciót alkalmazzák a sütőporban is. Ez a kulináris összetevő körülbelül egyharmadát nátrium-hidrogén-karbonátot tartalmaz kelesztőként; Savas anyagokat is tartalmaz, amelyek elősegítik a hidrogén-karbonát lebontását, és semlegesítik a reakció után keletkező karbonátot.

Második bomlási reakció

Ha veszünk egy nátrium-hidrogén-karbonát-mintát és felmelegítjük, amikor 80°C körüli hőmérsékletre ér, gyorsan bomlásnak indul, mígnem teljesen átalakul nátrium-karbonáttá, szén-dioxiddá és vízzé, ahogy az imént láttuk. Ha azonban tovább fűtjük, eljön az idő, amikor egy második bomlási reakció következik be, több szén-dioxid felszabadulásával.

Ez a második bomlási reakció körülbelül 850 °C-on megy végbe, és a szén-dioxidon kívül nátrium-oxidot (Na ₂ O) is termel, amint az a következő egyenletből látható:

Bár ez a bomlási reakció végrehajtható nátrium-hidrogén-karbonát magas hőmérsékletre melegítésével, valójában nem nátrium-hidrogén-karbonát bomlási reakciója, mivel ebben az esetben a karbonát bomlik le a nátriumról.

Hivatkozások

Barátok, SSL (2017, augusztus 17.). Eltűnő szódabikarbóna . Tudományos amerikai. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

Chang, R. (2021). Kémia (11. ^kiadás ). MCGRAW HILL OKTATÁS.

sciencebit. (2017. február 27.). A nátrium-hidrogén-karbonát bomlási reakciója. Kémiai kísérlet. [Videó]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=NNorw848tGk

EcuRed. (nd). Nátrium-hidrogén-karbonát (anyag) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(Substance)

IUPAC. (2005). A SZERVETLEN KÉMIA NÓMENKLATÚRA – IUPAC-ajánlások 2005 . IUPAC Vörös Könyv. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf