Tabla de Contenidos
Реакцията между сода за хляб и оцет често се използва в различни видове проекти за домашна химия, като модели на вулкани и като активен компонент в много пожарогасители.
Тази реакция служи за илюстриране на генерирането на газ в химическа реакция. Това също ни позволява да наблюдаваме ефекта от разликата в плътността на газовете, тъй като се заключава, че генерираният газ е по-тежък от въздуха. От друга страна, това е видим пример за реакция на киселинно-алкална неутрализация.
Какво е сода бикарбонат?
Натриевият бикарбонат е сол с формула NaHCO 3 . Това е натриева сол на спрегнатата основа на въглеродната киселина (H 2 CO 3 ). Тъй като е слаба киселина, бикарбонатът е слаба основа. В същото време, тъй като въглеродната киселина се третира като дипротична киселина (с два протона), бикарбонатът все още има йонизиращ се водород, което го прави също слаба киселина. Този едновременно основен и киселинен характер го прави амфотерно съединение, което може да реагира както с киселини, така и с основи; във водния разтвор обаче основният характер преобладава, като се получава алкален разтвор.
Содата за хляб е силен, водоразтворим електролит, както всички натриеви соли. Това означава, че воден разтвор на натриев бикарбонат всъщност съдържа дисоциирани натриеви йони и бикарбонатни йони:
След това бикарбонатният йон във воден разтвор реагира с вода, установявайки две свързани химични равновесия:
Когато разтвор на натриев бикарбонат реагира с киселина, той се държи като основа, улавяйки протона. Когато реагира с достатъчно силна основа, той действа като киселина, като се отказва от втория си протон и се превръща в двуосновен въглероден йон.
Въглеродната киселина е оксикиселината на въглерода с валентност IV и като такава не е стабилна във воден разтвор. Поради тази причина той бързо се разделя на съответния анхидрид, т.е. на газообразен въглероден диоксид и вода. По този начин, вместо да бъде в равновесие с въглеродната киселина, бикарбонатът всъщност е в равновесие с въглеродния диоксид в атмосферата.
Какво представлява оцетът?
Оцетът, който използваме в кухнята, съответства на воден разтвор на оцетна киселина или етанова киселина. Това е слаба монопротонова органична киселина с формула CH3COOH . Въпреки че има 4 водорода в своята структура, само водородът от карбоксилната група, -COOH, може да се йонизира, тъй като другите три водорода са силно свързани с въглероден атом.
Оцетната киселина в голяма част от литературата е представена в съкратена форма като НАс, където Н представлява йонизиращ се водород и Ас представлява спрегнатата основа на оцетната киселина, тоест ацетатният йон. Когато се разтвори във вода, оцетната киселина реагира с вода, за да произведе хидрониеви йони:
или алтернативно
Киселинната константа на оцетната киселина е 1.75.10 -5 и в повечето търговски оцети, особено в белия оцет, произведен от дестилиран алкохол, тя се намира в концентрация от около 5%.m/V. Въз основа на тези две данни може да се провери, че оцетът има рН около 2,42, което го прави значително кисел разтвор.
Как реагират содата бикарбонат и оцетът?
Както вече видяхме, оцетът е кисел разтвор, така че когато се смеси с натриев бикарбонат, който е амфотерна сол, той ще действа като основа, неутрализирайки киселината и превръщайки се във въглеродна киселина. Той незабавно се разлага, за да стане въглероден диоксид, който се отделя от разтвора под формата на голямо количество мехурчета или ефервесценция.
Ако към първоначалния разтвор се добави сапун, шампоан или някакъв друг вид повърхностно активно вещество, генерираният газ се улавя в сапунени мехурчета, образувайки пяна, която бързо се издига нагоре по стените на контейнера. Това е принципът на работа на химическите вулкани, които са повсеместни в повечето научни изложения за начални и средни училища.
Уравнението на реакцията между сода бикарбонат и оцет
Сега, след като знаем от какво се правят содата за хляб и оцетът, можем по-добре да разберем как протича реакцията между двата реагента. Това е киселинно-алкална неутрализация, при която оцетната киселина в оцета се неутрализира от бикарбонатните йони в содата за хляб. Общата реакция е комбинация от следните отделни реакции:
Натриевите и ацетатните йони, които остават в разтвора в края на реакцията, не са нищо повече от дисоциираната форма на натриевия ацетат, който е силен електролит. С други думи, същото уравнение може да бъде написано в по-съкратена форма, както следва:
Стрелката нагоре вляво от въглеродния диоксид показва, че CO 2 се отделя като газ.
Препратки
Американско химическо дружество. (2021 г.). Контрол на количеството на продуктите в химична реакция . Американско химическо дружество. https://www.middleschoolchemistry.com/espanol/capitulo6/leccion2/
Чанг, Р., Манзо, А. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Химия (10-то издание ). Образование на McGraw-Hill.
Образовайте. (2015, 18 май). Експерименти в кухнята: химични реакции . Образовайте. https://www.educ.ar/recursos/90200/experimentos-en-la-cocina-reacciones-quimicas
Пожарогасител — нискотехнологична лаборатория . (2017). Лаборатория за ниски технологии https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Extincteur/es
Hernández, ME, Ángeles, Y., & Meza, T. (2009). Определяне на оцетна киселина в проба от търговски оцет . Химическо инженерство – BUAP. http://www.ingenieriaquimica.buap.mx/SGC/ANALISIS/Documentos/analisis/QUIMICA%20ANALITICA/ACT-TE-INQM%2013-09.pdf
Киселинна константа Ka . (2015 г., 2 октомври). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/la-constante-de-acidez.html
Какво има в пожарогасителя със сода? Как работи? (2021 г., 2 октомври). Manuales.com. https://www.e-manuales.com/que-contiene-el-extintor-de-incendios-de-soda-acida-how-it-funciona/
