สมการเคมีสำหรับการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


เบกกิ้งโซดาเป็นเกลืออนินทรีย์แอมโฟเทอริกที่มีสูตร NaHCO 3และมีอยู่ทั่วไปในห้องปฏิบัติการเคมีพอๆ กับในครัว ประกอบด้วยเกลือโซเดียมของคอนจูเกตเบสของกรดคาร์บอนิก กรดชนิดหลังเป็นกรดอ่อน ซึ่งทำให้ไบคาร์บอเนตมีคุณสมบัติเป็นด่างเล็กน้อย

สารประกอบนี้เป็นสารผลึกสีขาวที่สามารถพบได้ในแร่ธาตุต่าง ๆ เช่น นาตรอนและนาโคไลต์ เรียกอีกอย่างว่าเทอร์โมคาไลต์ นอกจากนี้ยังได้มาจากอุตสาหกรรมโดยการส่งแก๊สแอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านสารละลายเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์หรือน้ำเกลือ

ทำไมถึงเรียกว่าเบคกิ้งโซดา?

ชื่อที่เป็นระบบของโซเดียมไบคาร์บอเนตคือโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตหรือโซเดียมไฮโดรเจนไตรออกโซคาร์บอเนต (-1) อย่างไรก็ตาม แม้ในปัจจุบันชื่อทั่วไปของโซเดียมไบคาร์บอเนตก็ยังเป็นที่นิยมอยู่ เนื่องจากชื่อนี้สั้นกว่าและไม่คลุมเครือมากเกินไป คำนำ หน้า bi-ของไบคาร์บอเนตหมายถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเกลือนี้มีคาร์บอเนตมากเป็นสองเท่าสำหรับโซเดียมไอออนแต่ละไอออนซึ่งมีสูตรคือNa 2 CO 3 โปรดทราบว่าในสูตรข้างต้น มีโซเดียมสองตัวสำหรับทุกๆ ไอออนของคาร์บอเนต ซึ่งเทียบเท่ากับการบอกว่ามีโซเดียม ½ คาร์บอเนตสำหรับทุกๆ โซเดียม ในทางกลับกัน ใน NaHCO 3มีหนึ่งคาร์บอเนตสำหรับทุกๆ โซเดียม ซึ่งแทนค่าสองเท่าของ ½ ซึ่งเป็นที่มาของคำนำหน้า

คุณสมบัติทางเคมีของเบกกิ้งโซดา

โซเดียมไบคาร์บอเนตเป็นสารที่มีราคาย่อมเยาและมีคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นประโยชน์ในการใช้งานมากมายทั้งภายในและภายนอกห้องปฏิบัติการ

  • ประการหนึ่ง ลักษณะที่เป็นด่างอ่อนๆ ของมันทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทำให้กรดเป็นกลางเมื่อเกิดการรั่วไหล ปฏิกิริยาสะเทินทำให้เกิดฟองที่สังเกตได้ซึ่งบ่งชี้ได้ทันทีเมื่อกรดทำให้เป็นกลางเสร็จสิ้น ในทางกลับกัน การเติมไบคาร์บอเนตส่วนเกินนั้นไม่เป็นปัญหาเนื่องจากเป็นเบสที่อ่อนแอ อันที่จริงแล้วในห้องปฏิบัติการเคมีทุกแห่งควรมีขวดที่มีสารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนตเพื่อการนี้เสมอ
  • นอกจากนี้ โซเดียมไบคาร์บอเนตยังมีโปรตอนที่แตกตัวเป็นไอออนได้ เนื่องจากกรดคาร์บอนิกเป็นกรดไดโพรติก ดังนั้นมันจึงสามารถทำปฏิกิริยากับเบสได้เช่นกัน
  • ประการสุดท้าย เกลือนี้มีลักษณะเฉพาะตรงที่แตกตัวได้ง่ายเมื่อถูกความร้อน การสลายตัวด้วยความร้อนดังกล่าวเป็นหัวข้อหลักของบทความนี้และจะอธิบายในหัวข้อถัดไป

สมการการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต

ตามที่กล่าวไว้ในหัวข้อที่แล้ว เบกกิ้งโซดาจะแตกตัวเมื่อถูกความร้อน ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ในรูปของก๊าซและไอน้ำ (H 2 O) ในขณะที่เกลือโซเดียมคาร์บอเนตที่เป็นด่าง (Na 2 CO 3 ) ยังคงอยู่ในสถานะของแข็ง สมการเคมีที่สมดุลหรือปรับแล้วคือ:

สมการเคมีสำหรับการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต

หมายเหตุ: อุณหภูมิต่ำกว่า 100°C ถ้าความดันอยู่ที่ 1 atm น้ำที่เกิดขึ้นจะควบแน่นเป็นของเหลว เหนืออุณหภูมิดังกล่าว ไอน้ำจะถูกสร้างขึ้นแทน

ปฏิกิริยาเคมีนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่อุณหภูมิห้อง แต่ช้ามาก นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมเบกกิ้งโซดาจึงมีเวลาหมดอายุคือประมาณ 2 ถึง 3 ปี อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาจะเร็วขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเหนือ 80°C ในทางกลับกัน ปฏิกิริยานี้จะถูกเร่งปฏิกิริยาด้วยกรด

คุณสมบัติที่สำคัญประการหนึ่งของการสลายตัวด้วยความร้อนของโซเดียมไบคาร์บอเนตคือการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ ลักษณะเฉพาะนี้ประกอบกับข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งเบกกิ้งโซดาและคาร์บอเนตไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ทำให้เบกกิ้งโซดามักใช้เป็นหัวเชื้อเคมีเมื่ออบอาหารประเภทต่างๆ เช่น เค้ก แพนเค้ก และอื่นๆ

สมการเคมีสำหรับการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต

นอกจากนี้ ปฏิกิริยาการสลายตัวข้างต้นยังอธิบายลักษณะเฉพาะของการใช้เกลือนี้ในการปรุงอาหารหรืออบอาหารของเรา นั่นคือ รสโลหะที่มีลักษณะเฉพาะที่คงอยู่ในอาหารบางชนิดหากเราเติมไบคาร์บอเนตลงในส่วนผสมมากเกินไป รสชาตินี้มาจากโซเดียมคาร์บอเนตที่เกิดขึ้นหลังจากการสลายตัวของเบกกิ้งโซดา โซเดียมคาร์บอเนตเป็นสารประกอบที่มีฤทธิ์เป็นด่างมากกว่าไบคาร์บอเนตเนื่องจากเป็นคอนจูเกตเบส และเนื่องจากเป็นกรด ไบคาร์บอเนตจึงอ่อนแอมาก จำไว้ว่าความแข็งแรงของเบสคอนจูเกตนั้นตรงกันข้ามกับความแรงของกรด กรดที่อ่อนมากจะทำให้เกิดเบสที่แรงกว่า

ปฏิกิริยาเดียวกันนี้ยังใช้ในผงฟู ส่วนผสมในการทำอาหารนี้มีโซเดียมไบคาร์บอเนตประมาณหนึ่งในสามเป็นหัวเชื้อ นอกจากนี้ยังมีสารที่เป็นกรดที่ช่วยในการสลายตัวของไบคาร์บอเนตและทำให้คาร์บอเนตเป็นกลางหลังจากเกิดปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาการสลายตัวครั้งที่สอง

ถ้าเรานำตัวอย่างโซเดียมไบคาร์บอเนตมาทำให้ร้อนขึ้น เมื่ออุณหภูมิถึงประมาณ 80°C มันจะเริ่มสลายตัวอย่างรวดเร็วจนกระทั่งเปลี่ยนเป็นโซเดียมคาร์บอเนต คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำอย่างสมบูรณ์ดังที่เราเพิ่งเห็น อย่างไรก็ตาม หากเรายังคงให้ความร้อนต่อไป ก็จะถึงเวลาที่จะเกิดปฏิกิริยาการสลายตัวครั้งที่สองพร้อมกับปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น

ปฏิกิริยาการสลายตัวครั้งที่สองนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 850°C และนอกจากคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว ยังทำให้เกิดโซเดียมออกไซด์ (Na 2 O) ดังที่เห็นได้ในสมการต่อไปนี้:

สมการเคมีสำหรับการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต

แม้ว่าปฏิกิริยาการสลายตัวนี้สามารถดำเนินการได้โดยการให้ความร้อนกับโซเดียมไบคาร์บอเนตที่อุณหภูมิสูง แต่แท้จริงแล้วไม่ใช่ปฏิกิริยาการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต เนื่องจากในกรณีนี้คือคาร์บอเนตที่กำลังถูกย่อยสลายโซเดียม

อ้างอิง

เพื่อน, SSL (2017, 17 สิงหาคม) แวนิชชิ่งเบกกิ้งโซดา . วิทยาศาสตร์อเมริกัน https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

ช้าง ร. (2564). เคมี ( ฉบับ ที่ 11 ) MCGRAW HILL การศึกษา

บิตวิทยาศาสตร์ (2560, 27 กุมภาพันธ์). ปฏิกิริยาการสลายตัวของโซเดียมไบคาร์บอเนต. การทดลองเคมี. [วีดีโอ]. ยูทูบ. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

เอคิวเรด. (น). โซเดียมไบคาร์บอเนต (สาร) – EcuRed https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(สาร)

ไอยูแพค. (2548). ศัพท์เฉพาะของเคมีอนินทรีย์ – คำแนะนำของ IUPAC 2005 IUPAC สมุดสีแดง http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf

-โฆษณา-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados