Equazione chimica per la decomposizione del bicarbonato di sodio

Il bicarbonato di sodio è un sale inorganico anfotero con la formula NaHCO ₃ ed è onnipresente in un laboratorio di chimica come in cucina. È costituito dal sale sodico della base coniugata dell’acido carbonico . Quest’ultimo è un acido debole, che conferisce al bicarbonato un carattere leggermente alcalino.

Questo composto è una sostanza cristallina bianca che si può trovare in diversi minerali come il natron e la nacolite, detta anche termocalite. Si ottiene anche industrialmente facendo passare ammoniaca gassosa e anidride carbonica attraverso una soluzione concentrata di cloruro di sodio o salamoia.

Perché si chiama bicarbonato di sodio?

Il nome sistematico del bicarbonato di sodio è in realtà idrogenocarbonato di sodio o idrogenotrioxocarbonato di sodio (-1). Tuttavia, ancora oggi si preferisce il nome comune bicarbonato di sodio perché è più corto e non presenta troppe ambiguità. Il prefisso bi- di bicarbonato si riferisce al fatto che questo sale contiene il doppio di carbonati per ogni ione di sodio rispetto al carbonato di sodio, la cui formula è Na ₂ CO ₃ . Nota che nella formula sopra ci sono due sodio per ogni ione carbonato, il che equivale a dire che ci sono ½ carbonato per ogni sodio. D’altra parte, in NaHCO ₃ c’è un carbonato per ogni sodio, che rappresenta due volte ½, da cui deriva il prefisso.

Proprietà chimiche del bicarbonato di sodio

Il bicarbonato di sodio è una sostanza relativamente poco costosa e possiede proprietà chimiche che lo rendono utile in molte applicazioni sia all’interno che all’esterno del laboratorio.

• Per prima cosa, il suo carattere leggermente alcalino lo rende una scelta eccellente per neutralizzare gli acidi quando si verifica una fuoriuscita. La reazione di neutralizzazione produce un’effervescenza osservabile che indica prontamente quando l’acido ha terminato la neutralizzazione. Non è invece problematica l’aggiunta di un eccesso di bicarbonato, trattandosi di una base debole. Infatti, in ogni laboratorio di chimica dovrebbe sempre esserci una bottiglia con una soluzione di bicarbonato di sodio per questo scopo.
• Inoltre, il bicarbonato di sodio ha anche un protone ionizzabile, poiché l’acido carbonico è un acido diprotico, quindi può reagire anche con le basi.
• Infine, questo sale ha la particolarità di rompersi facilmente quando viene riscaldato. Tale decomposizione termica è l’argomento principale di questo articolo ed è descritta nella sezione successiva.

Equazione di decomposizione del bicarbonato di sodio

Come accennato nella sezione precedente, il bicarbonato di sodio si rompe quando viene riscaldato. Questa reazione produce la liberazione di anidride carbonica (CO ₂ ) sotto forma di gas e vapore acqueo (H ₂ O), mentre il sale alcalino carbonato di sodio (Na ₂ CO ₃ ) rimane nella fase solida. L’equazione chimica bilanciata o aggiustata è:

NOTA: Sotto i 100°C, se la pressione è di 1 atm, l’acqua formatasi condenserà allo stato liquido. Al di sopra di tale temperatura viene invece generato vapore.

Questa reazione chimica avviene naturalmente a temperatura ambiente, ma molto lentamente. Questo è il motivo per cui il bicarbonato di sodio ha un tempo di scadenza, che è di circa 2 o 3 anni. Tuttavia, la reazione accelera con l’aumentare della temperatura, verificandosi rapidamente al di sopra di 80°C. D’altra parte, questa reazione è catalizzata dagli acidi.

Una delle caratteristiche essenziali della decomposizione termica del bicarbonato di sodio è il rilascio di anidride carbonica e vapore acqueo. Questa caratteristica, insieme al fatto che né il bicarbonato né il carbonato sono dannosi per la salute, fa sì che il bicarbonato di sodio venga spesso utilizzato come agente lievitante chimico nella cottura di vari alimenti come torte, frittelle e altri.

Oltre a ciò, la suddetta reazione di decomposizione spiega anche un tratto caratteristico dell’utilizzo di questo sale nella cottura o cottura al forno dei nostri cibi: il caratteristico sapore metallico che rimane in alcuni cibi se aggiungiamo troppo bicarbonato all’impasto. Questo sapore deriva dal carbonato di sodio che si forma dopo la decomposizione del bicarbonato di sodio. Il carbonato di sodio è un composto molto più alcalino del bicarbonato poiché è la sua base coniugata e, come acido, il bicarbonato è molto debole. Ricordando che la forza della base coniugata è inversa alla forza dell’acido, un acido molto debole dà origine a una base più forte.

Questa stessa reazione viene utilizzata anche nel lievito. Questo ingrediente culinario contiene circa un terzo di bicarbonato di sodio come agente lievitante; Contiene inoltre sostanze acide che aiutano nella decomposizione del bicarbonato e che neutralizzano anche il carbonato formatosi dopo la reazione.

Una seconda reazione di decomposizione

Se prendiamo un campione di bicarbonato di sodio e lo riscaldiamo, quando arriva a circa 80°C inizierà a decomporsi rapidamente fino a trasformarsi completamente in carbonato di sodio, anidride carbonica e acqua, come abbiamo appena visto. Tuttavia, se continuiamo a riscaldare, arriverà un momento in cui si verificherà una seconda reazione di decomposizione con il rilascio di più anidride carbonica.

Questa seconda reazione di decomposizione avviene a circa 850°C e produce, oltre all’anidride carbonica, ossido di sodio (Na ₂ O), come si può vedere nella seguente equazione:

Sebbene questa reazione di decomposizione possa essere effettuata riscaldando il bicarbonato di sodio ad alte temperature, non è in realtà una reazione di decomposizione del bicarbonato di sodio, poiché in questo caso è il carbonato che viene decomposto dal sodio.

Riferimenti

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Chang, R. (2021). Chimica (11a ^ed .). EDUCAZIONE DELLA COLLINA DI MCGRAW.

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EcuRosso. (nd). Bicarbonato di sodio (sostanza) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(Sostanza)

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