Równanie reakcji sody oczyszczonej i octu

Reakcja sody oczyszczonej z octem jest często wykorzystywana w różnego rodzaju projektach chemii domowej, takich jak modele wulkanów oraz jako aktywny składnik wielu gaśnic.

Ta reakcja służy do zilustrowania powstawania gazu w reakcji chemicznej. Pozwala również zaobserwować efekt różnicy gęstości gazów, gdyż można stwierdzić, że powstający gaz jest cięższy od powietrza. Z drugiej strony jest to widoczny przykład reakcji zobojętniania kwasowo-zasadowego.

Co to jest soda oczyszczona?

Wodorowęglan sodu jest solą o wzorze NaHCO ₃ . Jest to sól sodowa sprzężonej zasady kwasu węglowego (H ₂ CO ₃ ). Będąc słabym kwasem, wodorowęglan jest słabą zasadą. Jednocześnie, ponieważ kwas węglowy jest traktowany jako kwas diprotonowy (z dwoma protonami), wodorowęglan nadal ma jonizujący wodór, co czyni go również słabym kwasem. Ten jednocześnie zasadowy i kwaśny charakter czyni go związkiem amfoterycznym, który może reagować zarówno z kwasami, jak i zasadami; jednak w roztworze wodnym dominuje charakter zasadowy, tworząc roztwór alkaliczny.

Soda oczyszczona jest silnym, rozpuszczalnym w wodzie elektrolitem, podobnie jak wszystkie sole sodowe. Oznacza to, że wodny roztwór wodorowęglanu sodu faktycznie zawiera zdysocjowane jony sodu i jony wodorowęglanu:

Jon wodorowęglanowy w roztworze wodnym reaguje następnie z wodą, ustanawiając dwie powiązane ze sobą równowagi chemiczne:

Kiedy roztwór wodorowęglanu sodu reaguje z kwasem, zachowuje się jak zasada, wychwytując proton. Kiedy reaguje z wystarczająco mocną zasadą, zachowuje się jak kwas, oddając swój drugi proton i stając się dwuzasadowym jonem węgla.

Kwas węglowy jest kwasem tlenowym węgla o wartościowości IV i jako taki nie jest stabilny w roztworze wodnym. Z tego powodu szybko rozdziela się na odpowiedni bezwodnik, czyli na gazowy dwutlenek węgla i wodę. Tak więc, zamiast być w równowadze z kwasem węglowym, wodorowęglan jest w rzeczywistości w równowadze z gazowym dwutlenkiem węgla w atmosferze.

Co to jest ocet?

Ocet, którego używamy w kuchni, odpowiada wodnemu roztworowi kwasu octowego lub kwasu octowego. Jest to słaby monoprotonowy kwas organiczny o wzorze _CH3COOH . Pomimo posiadania 4 wodorów w swojej strukturze, tylko wodór z grupy karboksylowej -COOH jest zdolny do jonizacji, ponieważ pozostałe trzy atomy wodoru są silnie przyłączone do atomu węgla.

Kwas octowy w większości literatury jest przedstawiany w skróconej formie jako HAc, gdzie H oznacza jonizujący wodór, a Ac oznacza sprzężoną zasadę kwasu octowego, to znaczy jon octanowy. Po rozpuszczeniu w wodzie kwas octowy reaguje z wodą, tworząc jony hydroniowe:

lub alternatywnie

Stała kwasowości kwasu octowego wynosi 1,75,10 ^-5 iw większości octów handlowych, zwłaszcza octu białego wytwarzanego z destylowanego alkoholu, występuje w stężeniu około 5% m/V. Na podstawie tych dwóch danych można zweryfikować, że ocet ma pH około 2,42, co czyni go roztworem znacznie kwaśnym.

Jak reagują soda oczyszczona i ocet?

Jak już widzieliśmy, ocet jest roztworem kwaśnym, więc po zmieszaniu z wodorowęglanem sodu, który jest solą amfoteryczną, będzie działał jako zasada, neutralizując kwas i przekształcając się w kwas węglowy. To natychmiast rozkłada się, stając się gazowym dwutlenkiem węgla, który jest uwalniany z roztworu w postaci dużej ilości pęcherzyków lub musowania.

Jeśli do oryginalnego roztworu zostanie dodane mydło, szampon lub inny rodzaj środka powierzchniowo czynnego, wytworzony gaz zostanie uwięziony w bańkach mydlanych, tworząc pianę, która szybko unosi się po ściankach pojemnika. Jest to zasada działania wulkanów chemicznych, które są wszechobecne na większości targów naukowych w szkołach podstawowych i średnich.

Równanie reakcji sody oczyszczonej z octem

Teraz, gdy wiemy, z czego zrobione są soda oczyszczona i ocet, możemy lepiej zrozumieć, jak zachodzi reakcja między tymi dwoma reagentami. Jest to neutralizacja kwasowo-zasadowa, w której kwas octowy w occie jest neutralizowany przez jony wodorowęglanowe w sodzie oczyszczonej. Całkowita reakcja jest kombinacją następujących pojedynczych reakcji:

Jony sodu i octanu, które pozostają w roztworze pod koniec reakcji, to nic innego jak zdysocjowana postać octanu sodu, który jest silnym elektrolitem. Innymi słowy, to samo równanie można zapisać w bardziej skondensowanej formie w następujący sposób:

Strzałka w górę po lewej stronie dwutlenku węgla wskazuje, że CO ₂ jest uwalniany jako gaz.

Bibliografia

Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne. (2021). Kontrola ilości produktów w reakcji chemicznej . Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne. https://www.middleschoolchemistry.com/espanol/capitulo6/leccion2/

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS i Herranz, ZR (2020). Chemia ( ^wyd . 10). Edukacja McGraw-Hill.

Kształcić. (2015, 18 maja). Eksperymenty w kuchni: reakcje chemiczne . Kształcić. https://www.educ.ar/recursos/90200/experimentos-en-la-cocina-reacciones-quimicas

Gaśnica — Laboratorium o niskim poziomie zaawansowania technologicznego . (2017). Laboratorium Low-Tech https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Extincteur/es

Hernández, ME, Ángeles, Y. i Meza, T. (2009). Oznaczanie kwasu octowego w próbce octu handlowego . Inżynieria chemiczna – BUAP. http://www.ingenieriaquimica.buap.mx/SGC/ANALISIS/Documentos/analisis/QUIMICA%20ANALITICA/ACT-TE-INQM%2013-09.pdf

Stała kwasowości Ka . (2015, 2 października). Quimicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/la-constante-de-acidez.html

Co znajduje się w gaśnicy z kwasem sodowym? Jak to działa? (2021, 2 października). Manuales.com. https://www.e-manuales.com/que-contiene-el-extintor-de-incendios-de-soda-acida-how-it-funciona/