Tabla de Contenidos
Reaksjonen mellom natron og eddik brukes ofte i ulike typer hjemmekjemiprosjekter, som modellvulkaner og som en aktiv komponent i mange brannslukningsapparater.
Denne reaksjonen tjener til å illustrere genereringen av en gass i en kjemisk reaksjon. Det lar oss også observere effekten av forskjellen i tettheten til gassene, siden det konkluderes med at den genererte gassen er tyngre enn luft. På den annen side er det et synlig eksempel på en syre-base nøytraliseringsreaksjon.
Hva er natron?
Natriumbikarbonat er et salt med formelen NaHCO 3 . Det er natriumsaltet av den konjugerte basen av karbonsyre (H 2 CO 3 ). Å være en svak syre, er bikarbonat en svak base. Samtidig, siden karbonsyre behandles som en diprotisk syre (med to protoner), har bikarbonat fortsatt ioniserbart hydrogen, noe som gjør det til en svak syre også. Denne samtidig basiske og sure karakteren gjør den til en amfoter forbindelse som kan reagere med både syrer og baser; i vandig løsning råder imidlertid den grunnleggende karakteren, og gir en alkalisk løsning.
Bakepulver er en sterk, vannløselig elektrolytt, som alle natriumsalter. Dette betyr at en vandig løsning av natriumbikarbonat faktisk inneholder dissosierte natriumioner og bikarbonationer:
Bikarbonationet i vandig løsning reagerer deretter med vann og etablerer to relaterte kjemiske likevekter:
Når en natriumbikarbonatløsning reagerer med en syre, oppfører den seg som en base og fanger opp protonet. Når den reagerer med en sterk nok base, fungerer den som en syre, og gir fra seg sitt andre proton og blir det dibasiske karbonionet.
Karbonsyre er oksysyren til karbon med valens IV og er som sådan ikke stabil i vandig løsning. Av denne grunn separeres det raskt i det respektive anhydridet, dvs. til gassformig karbondioksid og vann. Således, i stedet for å være i likevekt med karbonsyre, er bikarbonat faktisk i likevekt med karbondioksidgass i atmosfæren.
Hva er eddik?
Eddiken som vi bruker på kjøkkenet tilsvarer en vandig løsning av eddiksyre eller etansyre. Dette er en svak monoprotisk organisk syre med formelen CH 3 COOH. Til tross for at den har 4 hydrogener i strukturen, er bare hydrogenet i karboksylgruppen, -COOH, ioniserbart, siden de tre andre hydrogenene er sterkt knyttet til et karbonatom.
Eddiksyre i mye av litteraturen er representert i en forkortet form som HAc, der H representerer ioniserbart hydrogen og Ac representerer den konjugerte basen til eddiksyre, det vil si acetationet. Når den er oppløst i vann, reagerer eddiksyre med vann for å produsere hydroniumioner:
eller alternativt
Surhetskonstanten til eddiksyre er 1.75.10 -5 , og i de fleste presentasjoner av kommersiell eddik, spesielt hvit eddik produsert av destillert alkohol, finnes den i en konsentrasjon på rundt 5 % m/V. Basert på disse to dataene kan det verifiseres at eddik har en pH på ca. 2,42, noe som gjør den til en betydelig sur løsning.
Hvordan reagerer natron og eddik?
Som vi allerede har sett, er eddik en sur løsning, så når den blandes med natriumbikarbonat, som er et amfotert salt, vil det fungere som en base, nøytralisere syren og bli karbonsyre. Dette brytes umiddelbart ned til karbondioksidgass som frigjøres fra løsningen i form av store mengder bobler eller brus.
Hvis såpe, sjampo eller annen type overflateaktivt stoff også tilsettes den opprinnelige løsningen, blir den genererte gassen fanget i såpebobler, og danner et skum som raskt stiger oppover veggene i beholderen. Dette er arbeidsprinsippet til de kjemiske vulkanene som er allestedsnærværende i de fleste vitenskapsmesser på grunnskoler og videregående skoler.
Ligningen for reaksjonen mellom natron og eddik
Nå som vi vet hva natron og eddik er laget av, kan vi bedre forstå hvordan reaksjonen mellom de to reaktantene oppstår. Dette er en syre-base nøytralisering der eddiksyren i eddik nøytraliseres av bikarbonationene i natron. Den totale reaksjonen er kombinasjonen av følgende individuelle reaksjoner:
Natrium- og acetat-ionene som forblir i løsning ved slutten av reaksjonen er ikke annet enn den dissosierte formen av natriumacetat, som er en sterk elektrolytt. Med andre ord kan den samme ligningen skrives i en mer komprimert form som følger:
Pil opp til venstre for karbondioksid indikerer at CO 2 frigjøres som en gass.
Referanser
American Chemical Society. (2021). Kontroll av mengden av produkter i en kjemisk reaksjon . American Chemical Society. https://www.middleschoolchemistry.com/espanol/capitulo6/leccion2/
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kjemi (10. utgave ). McGraw-Hill utdanning.
Utdanne. (2015, 18. mai). Eksperimenter på kjøkkenet: kjemiske reaksjoner . Utdanne. https://www.educ.ar/recursos/90200/experimentos-en-la-cocina-reacciones-quimicas
Brannslukningsapparat — Lavteknologisk laboratorium . (2017). Low-Tech Lab. https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Extincteur/es
Hernández, ME, Ángeles, Y., & Meza, T. (2009). Bestemmelse av eddiksyre i en prøve av kommersiell eddik . Kjemiteknikk – BUAP. http://www.ingenieriaquimica.buap.mx/SGC/ANALISIS/Documentos/analisis/QUIMICA%20ANALITICA/ACT-TE-INQM%2013-09.pdf
Surhetskonstanten Ka . (2015, 2. oktober). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/la-constante-de-acidez.html
Hva er i brannslukningsapparatet med sur brus? Hvordan virker det? (2021, 2. oktober). Manuales.com. https://www.e-manuales.com/que-contiene-el-extintor-de-incendios-de-soda-acida-how-it-funciona/
