Ecuația chimică pentru descompunerea bicarbonatului de sodiu

Bicarbonatul de sodiu este o sare anorganică amfoteră cu formula NaHCO ₃ și este la fel de omniprezent într-un laborator de chimie ca și în bucătărie. Constă din sarea de sodiu a bazei conjugate a acidului carbonic . Acesta din urmă este un acid slab, care conferă bicarbonatului un caracter ușor alcalin.

Acest compus este o substanță cristalină albă care poate fi găsită în diferite minerale precum natron și nacolit, numit și termocalit. De asemenea, se obține industrial prin trecerea amoniacului și dioxidului de carbon gazos printr-o soluție concentrată de clorură de sodiu sau saramură.

De ce se numește bicarbonat de sodiu?

Denumirea sistematică a bicarbonatului de sodiu este de fapt hidrogencarbonat de sodiu sau hidrogentrioxocarbonat de sodiu (-1). Cu toate acestea, chiar și astăzi denumirea comună de bicarbonat de sodiu este preferată deoarece este mai scurtă și nu prezintă prea multă ambiguitate. Bi – prefixul bicarbonatului se referă la faptul că această sare conține de două ori mai mulți carbonați pentru fiecare ion de sodiu decât carbonatul de sodiu, a cărui formulă este Na ₂ CO ₃ . Rețineți că în formula de mai sus există două sodiu pentru fiecare ion carbonat, ceea ce este echivalent cu a spune că există ½ carbonat pentru fiecare sodiu. Pe de altă parte, în NaHCO ₃ există un carbonat pentru fiecare sodiu, care reprezintă de două ori ½, de unde provine prefixul.

Proprietățile chimice ale bicarbonatului de sodiu

Bicarbonatul de sodiu este o substanță relativ ieftină și posedă proprietăți chimice care îl fac util în multe aplicații atât în ​​interiorul, cât și în exteriorul laboratorului.

• În primul rând, caracterul său ușor alcalin îl face o alegere excelentă pentru neutralizarea acizilor atunci când are loc o scurgere. Reacția de neutralizare produce o sferă observabilă care indică cu ușurință când acidul a terminat de neutralizat. Pe de altă parte, adăugarea unui exces de bicarbonat nu este problematică, deoarece este o bază slabă. De fapt, în fiecare laborator de chimie ar trebui să existe întotdeauna o sticlă cu o soluție de bicarbonat de sodiu în acest scop.
• În plus, bicarbonatul de sodiu are și un proton ionizabil, deoarece acidul carbonic este un acid diprotic, deci poate reacționa și cu bazele.
• In fine, aceasta sare are particularitatea ca se descompune usor la incalzire. O astfel de descompunere termică este subiectul principal al acestui articol și este descrisă în secțiunea următoare.

Ecuația de descompunere a bicarbonatului de sodiu

După cum sa menționat în secțiunea anterioară, bicarbonatul de sodiu se descompune atunci când este încălzit. Această reacție produce eliberarea de dioxid de carbon (CO ₂ ) sub formă de gaz și vapori de apă (H ₂ O), în timp ce sarea alcalină carbonatul de sodiu (Na ₂ CO ₃ ) rămâne în fază solidă. Ecuația chimică echilibrată sau ajustată este:

NOTĂ: Sub 100°C, dacă presiunea este de 1 atm, apa formată se va condensa în stare lichidă. Peste temperatura menționată, se generează în schimb abur.

Această reacție chimică are loc în mod natural la temperatura camerei, dar foarte lent. Acesta este motivul pentru care bicarbonatul de sodiu are un timp de expirare, care este de aproximativ 2-3 ani. Cu toate acestea, reacția se accelerează odată cu creșterea temperaturii, având loc rapid peste 80°C. Pe de altă parte, această reacție este catalizată de acizi.

Una dintre caracteristicile esențiale ale descompunerii termice a bicarbonatului de sodiu este eliberarea de dioxid de carbon gazos și vapori de apă. Această caracteristică, împreună cu faptul că nici bicarbonatul de sodiu, nici carbonatul nu este dăunător sănătății, face ca bicarbonatul de sodiu să fie adesea folosit ca agent chimic de dospire atunci când coaceți diverse alimente, cum ar fi prăjiturile, clătitele și altele.

Pe lângă aceasta, reacția de descompunere de mai sus explică și o trăsătură caracteristică a utilizării acestei săruri la gătitul sau coacerea alimentelor noastre: aroma metalică caracteristică care rămâne în unele alimente dacă adăugăm prea mult bicarbonat în amestec. Această aromă provine din carbonatul de sodiu care se formează după descompunerea bicarbonatului de sodiu. Carbonatul de sodiu este un compus mult mai alcalin decât bicarbonatul, deoarece este baza sa conjugată, iar ca acid, bicarbonatul este foarte slab. Reținând că puterea bazei conjugate este inversă cu puterea acidului, un acid foarte slab dă naștere unei baze mai puternice.

Aceeași reacție este folosită și în praful de copt. Acest ingredient culinar conține aproximativ o treime din bicarbonat de sodiu ca agent de dospire; Contine si substante acide care ajuta la descompunerea bicarbonatului si care neutralizeaza si carbonatul format in urma reactiei.

O a doua reacție de descompunere

Dacă luăm o probă de bicarbonat de sodiu și o încălzim, când ajunge la aproximativ 80°C, va începe să se descompună rapid până când se transformă complet în carbonat de sodiu, dioxid de carbon și apă, așa cum tocmai am văzut. Cu toate acestea, dacă continuăm să încălzim, va veni un moment în care va avea loc o a doua reacție de descompunere cu eliberarea mai multor dioxid de carbon.

Această a doua reacție de descompunere are loc la aproximativ 850°C și produce, pe lângă dioxidul de carbon, oxid de sodiu (Na ₂ O), după cum se poate observa în următoarea ecuație:

Deși această reacție de descompunere poate fi efectuată prin încălzirea bicarbonatului de sodiu la temperaturi ridicate, nu este de fapt o reacție de descompunere a bicarbonatului de sodiu, deoarece în acest caz este carbonatul care se descompune din sodiu.

Referințe

Buddies, SSL (2017, 17 august). Disparirea bicarbonatului de sodiu . științific american. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

Chang, R. (2021). Chimie ( ^ed . a 11-a). MCGRAW HILL EDUCAȚIE.

sciencebit. (27 februarie 2017). Reacția de descompunere a bicarbonatului de sodiu. Experiment de chimie. [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

EcuRed. (nd). Bicarbonat de sodiu (substanță) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(Substanță)

IUPAC. (2005). NOMENCLATURA DE CHIMIE ANORGANICĂ – Recomandări IUPAC 2005 . Cartea roșie a IUPAC. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf