Kemisk ekvation för sönderdelning av natriumbikarbonat

Bakpulver är ett amfotärt oorganiskt salt med formeln NaHCO ₃ och är lika allmänt förekommande i ett kemilabb som det är i köket. Den består av natriumsaltet av den konjugerade basen av kolsyra . Den senare är en svag syra, vilket ger bikarbonat en lätt alkalisk karaktär.

Denna förening är en vit kristallin substans som finns i olika mineraler som natron och nakolit, även kallad termokalit. Det erhålls också industriellt genom att leda gasformig ammoniak och koldioxid genom en koncentrerad lösning av natriumklorid eller saltlösning.

Varför kallas det bakpulver?

Det systematiska namnet på natriumbikarbonat är faktiskt natriumvätekarbonat eller natriumvätetrioxokarbonat(-1). Men även idag är det vanliga namnet natriumbikarbonat att föredra eftersom det är kortare och inte uppvisar för mycket tvetydighet. Bi – prefixet för bikarbonat hänvisar till det faktum att detta salt innehåller dubbelt så många karbonater för varje natriumjon som natriumkarbonat, vars formel är Na ₂ CO ₃ . Observera att i formeln ovan finns två natrium för varje karbonatjon, vilket motsvarar att säga att det finns ½ karbonat för varje natrium. Å andra sidan, i NaHCO ₃ finns det ett karbonat för varje natrium, vilket representerar två gånger ½, vilket är där prefixet kommer ifrån.

Bakpulvers kemiska egenskaper

Natriumbikarbonat är ett relativt billigt ämne och har kemiska egenskaper som gör det användbart i många applikationer både inom och utanför laboratoriet.

• För det första gör dess milt alkaliska karaktär den till ett utmärkt val för att neutralisera syror när ett spill inträffar. Neutraliseringsreaktionen ger ett observerbart brus som lätt indikerar när syran är färdig neutraliserad. Å andra sidan är tillsatsen av ett överskott av bikarbonat inte problematiskt, eftersom det är en svag bas. Faktum är att i varje kemilaboratorium bör det alltid finnas en flaska med en natriumbikarbonatlösning för detta ändamål.
• Dessutom har natriumbikarbonat också en joniserbar proton, eftersom kolsyra är en diprotisk syra, så den kan också reagera med baser.
• Slutligen har detta salt den speciella egenskapen att det lätt bryts ner när det värms upp. Sådan termisk nedbrytning är huvudämnet i denna artikel och beskrivs i nästa avsnitt.

Natriumbikarbonatnedbrytningsekvation

Som nämnts i föregående avsnitt bryts bakpulver ner när den värms upp. Denna reaktion producerar frigöring av koldioxid (CO ₂ ) i form av gas och vattenånga (H ₂ O), medan det alkaliska saltet natriumkarbonat (Na ₂ CO ₃ ) förblir i den fasta fasen. Den balanserade eller justerade kemiska ekvationen är:

OBS: Under 100°C, om trycket är 1 atm, kommer det bildade vattnet att kondensera till flytande tillstånd. Över nämnda temperatur alstras istället ånga.

Denna kemiska reaktion sker naturligt vid rumstemperatur, men mycket långsamt. Detta är anledningen till att bakpulver har en utgångstid, som är cirka 2 till 3 år. Reaktionen påskyndas dock med ökande temperatur och sker snabbt över 80°C. Å andra sidan katalyseras denna reaktion av syror.

En av de väsentliga egenskaperna för den termiska nedbrytningen av natriumbikarbonat är frigörandet av koldioxidgas och vattenånga. Denna egenskap, tillsammans med det faktum att varken bakpulver eller karbonat är skadligt för hälsan, gör att bakpulver ofta används som ett kemiskt jäsmedel när man bakar olika livsmedel som kakor, pannkakor och annat.

Utöver detta förklarar ovanstående sönderdelningsreaktion också en karakteristisk egenskap för användningen av detta salt vid tillagning eller bakning av vår mat: den karakteristiska metalliska smaken som finns kvar i vissa livsmedel om vi tillsätter för mycket bikarbonat till blandningen. Denna smak kommer från natriumkarbonatet som bildas efter nedbrytningen av bakpulver. Natriumkarbonat är en mycket mer alkalisk förening än bikarbonat eftersom det är dess konjugerade bas, och som en syra är bikarbonat mycket svag. Om man kommer ihåg att styrkan hos den konjugata basen är omvänd mot syrans styrka, ger en mycket svag syra upphov till en starkare bas.

Samma reaktion används också i bakpulver. Denna kulinariska ingrediens innehåller ungefär en tredjedel natriumbikarbonat som jäsmedel; Den innehåller även sura ämnen som hjälper till vid nedbrytningen av bikarbonatet och som även neutraliserar karbonatet som bildas efter reaktionen.

En andra nedbrytningsreaktion

Om vi ​​tar ett prov av natriumbikarbonat och värmer upp det, när det når runt 80°C kommer det att börja sönderdelas snabbt tills det är helt omvandlat till natriumkarbonat, koldioxid och vatten, som vi nyss såg. Men om vi fortsätter att värma kommer det att komma en tid då en andra nedbrytningsreaktion kommer att inträffa med frigöring av mer koldioxid.

Denna andra nedbrytningsreaktion sker vid ungefär 850°C och producerar, förutom koldioxid, natriumoxid (Na ₂ O), vilket kan ses i följande ekvation:

Även om denna sönderdelningsreaktion kan utföras genom att värma natriumbikarbonat till höga temperaturer, är det faktiskt inte en sönderdelningsreaktion av natriumbikarbonat, eftersom det i detta fall är karbonat som sönderdelas av natrium.

Referenser

Buddies, SSL (2017, 17 augusti). Försvinnande bakpulver . Scientific American. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

Chang, R. (2021). Chemistry (11: ^{e upplagan} ). MCGRAW HILL UTBILDNING.

sciencebit. (2017, 27 februari). Nedbrytningsreaktion av natriumbikarbonat. Kemi experiment. [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

EcuRed. (nd). Natriumbikarbonat (substans) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(Substance)

IUPAC. (2005). NOMENKLATURE OF OORGANIC KEMI – IUPAC Rekommendationer 2005 . IUPAC Röda boken. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf