Równanie chemiczne rozkładu wodorowęglanu sodu

Soda oczyszczona jest amfoteryczną solą nieorganiczną o wzorze NaHCO ₃ i jest tak samo wszechobecna w laboratorium chemicznym, jak iw kuchni. Składa się z soli sodowej sprzężonej zasady kwasu węglowego . Ten ostatni jest słabym kwasem, który nadaje wodorowęglanowi lekko zasadowy charakter.

Związek ten jest białą krystaliczną substancją, którą można znaleźć w różnych minerałach, takich jak natron i nakolit, zwany także termokalitem. Otrzymuje się go również przemysłowo, przepuszczając gazowy amoniak i dwutlenek węgla przez stężony roztwór chlorku sodu lub solanki.

Dlaczego nazywa się to sodą oczyszczoną?

Systematyczna nazwa wodorowęglanu sodu to w rzeczywistości wodorowęglan sodu lub wodorotrójwęglan sodu (-1). Jednak nawet dzisiaj popularna nazwa wodorowęglan sodu jest preferowana, ponieważ jest krótsza i nie przedstawia zbyt wielu niejasności. Podwójny przedrostek wodorowęglanu odnosi się do faktu, że ta sól zawiera dwa razy więcej węglanów na każdy jon sodu niż węglan sodu, którego wzór to Na ₂ CO ₃ . Zauważ, że w powyższym wzorze na każdy jon węglanowy przypadają dwa sód, co jest równoznaczne z powiedzeniem, że na każdy sód przypada ½ węglanu. Z drugiej strony, w NaHCO ₃ na każdy sód przypada jeden węglan, co odpowiada dwukrotności ½, stąd pochodzi przedrostek.

Właściwości chemiczne sody oczyszczonej

Wodorowęglan sodu jest stosunkowo niedrogą substancją i posiada właściwości chemiczne, które czynią go użytecznym w wielu zastosowaniach zarówno w laboratorium, jak i poza nim.

• Po pierwsze, jego lekko alkaliczny charakter sprawia, że ​​jest doskonałym wyborem do neutralizacji kwasów w przypadku rozlania. Reakcja zobojętniania powoduje obserwowalne musowanie, które łatwo wskazuje, kiedy kwas zakończył neutralizację. Z drugiej strony dodanie nadmiaru wodorowęglanu nie jest problematyczne, ponieważ jest to słaba zasada. Właściwie w każdym laboratorium chemicznym zawsze powinna znajdować się butelka z roztworem wodorowęglanu sodu do tego celu.
• Ponadto wodorowęglan sodu ma również jonizowalny proton, ponieważ kwas węglowy jest kwasem diprotonowym, więc może również reagować z zasadami.
• Wreszcie ta sól ma tę szczególną cechę, że łatwo się rozkłada po podgrzaniu. Taki rozkład termiczny jest głównym tematem tego artykułu i został opisany w następnym rozdziale.

Równanie rozkładu wodorowęglanu sodu

Jak wspomniano w poprzedniej sekcji, soda oczyszczona rozkłada się po podgrzaniu. W wyniku tej reakcji wydziela się dwutlenek węgla (CO ₂ ) w postaci gazu i pary wodnej (H ₂ O), podczas gdy zasadowa sól węglan sodu (Na ₂ CO ₃ ) pozostaje w fazie stałej. Zbilansowane lub dostosowane równanie chemiczne to:

UWAGA: Poniżej 100°C, jeśli ciśnienie wynosi 1 atm, utworzona woda skrapla się do stanu ciekłego. Powyżej wspomnianej temperatury zamiast tego wytwarzana jest para wodna.

Ta reakcja chemiczna zachodzi naturalnie w temperaturze pokojowej, ale bardzo powoli. To jest powód, dla którego soda oczyszczona ma termin ważności, który wynosi około 2 do 3 lat. Reakcja przyspiesza jednak wraz ze wzrostem temperatury, zachodząc gwałtownie powyżej 80°C. Z drugiej strony reakcja ta jest katalizowana przez kwasy.

Jedną z zasadniczych cech rozkładu termicznego wodorowęglanu sodu jest uwalnianie gazowego dwutlenku węgla i pary wodnej. Ta cecha, w połączeniu z faktem, że ani soda oczyszczona, ani węglany nie są szkodliwe dla zdrowia, sprawia, że ​​soda oczyszczona jest często używana jako chemiczny środek spulchniający podczas pieczenia różnych potraw, takich jak ciasta, naleśniki i inne.

Na dodatek do tego, powyższa reakcja rozkładu wyjaśnia również charakterystyczną cechę użycia tej soli do gotowania lub pieczenia naszego jedzenia: charakterystyczny metaliczny posmak, który pozostaje w niektórych pokarmach jeśli dodamy do mieszanki zbyt dużo wodorowęglanu. Ten smak pochodzi z węglanu sodu, który powstaje po rozkładzie sody oczyszczonej. Węglan sodu jest związkiem znacznie bardziej zasadowym niż wodorowęglan, ponieważ jest jego sprzężoną zasadą, a jako kwas wodorowęglan jest bardzo słaby. Pamiętając, że siła sprzężonej zasady jest odwrotna do siły kwasu, bardzo słaby kwas daje mocniejszą zasadę.

Ta sama reakcja jest również stosowana w proszku do pieczenia. Ten kulinarny składnik zawiera około jednej trzeciej wodorowęglanu sodu jako środka spulchniającego; Zawiera również substancje kwaśne, które pomagają w rozkładzie wodorowęglanów, a także neutralizują węglany powstałe po reakcji.

Druga reakcja rozkładu

Jeśli weźmiemy próbkę wodorowęglanu sodu i podgrzejemy go, gdy osiągnie około 80°C, zacznie się szybko rozkładać, aż zostanie całkowicie przekształcony w węglan sodu, dwutlenek węgla i wodę, jak właśnie widzieliśmy. Jeśli jednak nadal będziemy ogrzewać, nadejdzie czas, kiedy nastąpi druga reakcja rozkładu z uwolnieniem większej ilości dwutlenku węgla.

Ta druga reakcja rozkładu zachodzi w temperaturze około 850°C i oprócz dwutlenku węgla powstaje tlenek sodu (Na2O ₎ , co można zobaczyć w następującym równaniu:

Chociaż tę reakcję rozkładu można przeprowadzić przez ogrzewanie wodorowęglanu sodu do wysokich temperatur, w rzeczywistości nie jest to reakcja rozkładu wodorowęglanu sodu, ponieważ w tym przypadku to węglan rozkłada się na sód.

Bibliografia

Znajomi, SSL (2017, 17 sierpnia). Znikająca soda oczyszczona . Amerykański naukowiec. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

Chang, R. (2021). Chemia ( ^wyd . 11 ). EDUKACJA MCGRAW HILL.

nauka (2017, 27 lutego). Reakcja rozkładu wodorowęglanu sodu. Eksperyment chemiczny. [Wideo]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

ecuczerwony. (nd). Wodorowęglan sodu (substancja) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(Substancja)

IUPAC. (2005). NOMENKLATURA CHEMII NIEORGANICZNEJ – Zalecenia IUPAC 2005 . Czerwona Księga IUPAC. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf