Ecuația pentru reacția bicarbonatului de sodiu și a oțetului

Reacția dintre bicarbonat de sodiu și oțet este adesea folosită în diferite tipuri de proiecte de chimie acasă, cum ar fi modele de vulcani și ca componentă activă în multe stingătoare de incendiu.

Această reacție servește pentru a ilustra generarea unui gaz într-o reacție chimică. De asemenea, ne permite să observăm efectul diferenței de densitate a gazelor, deoarece se ajunge la concluzia că gazul generat este mai greu decât aerul. Pe de altă parte, este un exemplu vizibil de reacție de neutralizare acido-bază.

Ce este bicarbonatul de sodiu?

Bicarbonatul de sodiu este o sare cu formula _NaHCO3 . Este sarea de sodiu a bazei conjugate a acidului carbonic ( _{H2CO3 )} . Fiind un acid slab, bicarbonatul este o bază slabă. În același timp, deoarece acidul carbonic este tratat ca un acid diprotic (cu doi protoni), bicarbonatul are încă hidrogen ionizabil, făcându-l și un acid slab. Acest caracter simultan bazic și acid îl face un compus amfoter care poate reacționa atât cu acizii, cât și cu bazele; totuși, în soluție apoasă predomină caracterul de bază, producând o soluție alcalină.

Bicarbonatul de sodiu este un electrolit puternic, solubil în apă, la fel ca toate sărurile de sodiu. Aceasta înseamnă că o soluție apoasă de bicarbonat de sodiu conține de fapt ioni de sodiu disociați și ioni de bicarbonat:

Ionul de bicarbonat în soluție apoasă reacţionează apoi cu apa stabilind două echilibre chimice înrudite:

Când o soluție de bicarbonat de sodiu reacționează cu un acid, se comportă ca o bază, captând protonul. Când reacționează cu o bază suficient de puternică, acționează ca un acid, renunțând la al doilea proton și devenind ionul de carbon dibazic.

Acidul carbonic este oxiacidul carbonului cu valență IV și, ca atare, nu este stabil în soluție apoasă. Din acest motiv, se separă rapid în anhidrida respectivă, adică în dioxid de carbon gazos și apă. Astfel, în loc să fie în echilibru cu acidul carbonic, bicarbonatul este de fapt în echilibru cu dioxidul de carbon din atmosferă.

Ce este oțetul?

Oțetul pe care îl folosim în bucătărie corespunde unei soluții apoase de acid acetic sau acid etanoic. Acesta este un acid organic monoprotic slab cu formula _CH3COOH . În ciuda faptului că are 4 hidrogeni în structura sa, numai hidrogenul grupării carboxil, -COOH, este ionizabil, deoarece ceilalți trei hidrogeni sunt puternic atașați de un atom de carbon.

Acidul acetic în cea mai mare parte a literaturii este reprezentat într-o formă abreviată ca HAc, unde H reprezintă hidrogen ionizabil și Ac reprezintă baza conjugată a acidului acetic, adică ionul acetat. Când este dizolvat în apă, acidul acetic reacționează cu apa pentru a produce ioni de hidroniu:

sau alternativ

Constanta de aciditate a acidului acetic este de 1,75,10 ^-5 si, in majoritatea prezentarilor de otet comercial, in special otet alb produs din alcool distilat, se gaseste la o concentratie de aproximativ 5%.m/V. Pe baza acestor două date, se poate verifica că oțetul are un pH de aproximativ 2,42, ceea ce îl face o soluție considerabil acidă.

Cum reacționează bicarbonatul de sodiu și oțetul?

După cum am văzut deja, oțetul este o soluție acidă, așa că atunci când este amestecat cu bicarbonat de sodiu, care este o sare amfoteră, va acționa ca bază, neutralizând acidul și devenind acid carbonic. Acesta se descompune imediat pentru a deveni gaz de dioxid de carbon care este eliberat din soluție sub forma unei cantități mari de bule sau efervescență.

Dacă la soluția originală se adaugă și săpun, șampon sau alt tip de surfactant, gazul generat este prins în bule de săpun, formând o spumă care se ridică rapid pe pereții recipientului. Acesta este principiul de funcționare al vulcanilor chimici care sunt omniprezent în majoritatea târgurilor de știință din școlile elementare și liceale.

Ecuația reacției dintre bicarbonat de sodiu și oțet

Acum că știm din ce sunt făcute bicarbonatul de sodiu și oțetul, putem înțelege mai bine cum are loc reacția dintre cei doi reactanți. Aceasta este o neutralizare acido-bazică în care acidul acetic din oțet este neutralizat de ionii de bicarbonat din bicarbonatul de sodiu. Reacția totală este combinația următoarelor reacții individuale:

Ionii de sodiu și acetat care rămân în soluție la sfârșitul reacției nu sunt altceva decât forma disociată a acetatului de sodiu, care este un electrolit puternic. Cu alte cuvinte, aceeași ecuație poate fi scrisă într-o formă mai condensată, după cum urmează:

Săgeata în sus din stânga dioxidului de carbon indică faptul că CO ₂ este eliberat ca gaz.

Referințe

Societatea Americană de Chimie. (2021). Controlul cantității de produse într-o reacție chimică . Societatea Americană de Chimie. https://www.middleschoolchemistry.com/espanol/capitulo6/leccion2/

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS și Herranz, ZR (2020). Chimie ( ^ed . a 10-a). Educația McGraw-Hill.

Educa. (2015, 18 mai). Experimente în bucătărie: reacții chimice . Educa. https://www.educ.ar/recursos/90200/experimentos-en-la-cocina-reacciones-quimicas

Extinctor — Laborator low-tech . (2017). Low-Tech Lab. https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Extincteur/es

Hernández, ME, Ángeles, Y., & Meza, T. (2009). Determinarea acidului acetic într-o probă de oțet comercial . Inginerie chimică – BUAP. http://www.ingenieriaquimica.buap.mx/SGC/ANALISIS/Documentos/analisis/QUIMICA%20ANALITICA/ACT-TE-INQM%2013-09.pdf

Constanta de aciditate Ka . (2015, 2 octombrie). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/la-constante-de-acidez.html

Ce se află în stingătorul cu sifon? Cum functioneazã? (2021, 2 octombrie). Manuales.com. https://www.e-manuales.com/que-contiene-el-extintor-de-incendios-de-soda-acida-how-it-funciona/