Sisältö
Kalsiumkloridin ja leivin soodan - natriumbikarbonaatin - yhdistäminen suljettavassa muovipussiin on lukion suosikki kemiallinen kokeilu. Se tuottaa kaasua, joten jos sinetät pussi kemikaalien yhdistämisen jälkeen, pussi räjähtää kuin ilmapallo. Toinen syy lukion kemianopettajille rakastaa tätä kokeilua on, että yhdistelmä tuottaa lämpöä, joten se on erinomainen esimerkki eksotermisestä reaktiosta. Käytä suojalaseja ja kumihansikkaita, kun yhdistät näitä kahta yhdistettä, koska yksi reaktion sivutuotteista on suolahappo, joka on tarpeeksi syövyttävää ihon polttamiseen.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Yhdistä natriumbikarbonaatti (ruokasooda), kalsiumkloridi ja vesi ja saat kalsiumkarbonaattia (kalkkipitoinen sakka) sekä hiilidioksidikaasua, natriumkloridia (ruokasuola), suolahappoa ja kohtuullisen määrän lämpöä.
Mitkä ovat reagenssit?
Natriumbikarbonaatti (NaHCO3), koska sen leivosooda käytät jääkaapin hajua poistamiseen. Harvemmat ihmiset tuntevat kalsiumkloridin (CaCl2), mutta niiden pitäisi olla. Kuten natriumkloridi, sen suola ja hygroskooppinen, mikä tarkoittaa, että se imee kosteutta ilmasta. Laittamalla astiaan kalsiumkloridia kaappiin, on hyvä tapa suojata vaatteesi muotilta. Kalsiumkloridi auttaa pölyn torjunnassa ja toimii lisäaineena, koska se voi tehdä suolakurkkujen kaltaisista ruuista makuista suolaista lisäämättä tosin natriumkloridia.
Kaksiosainen reaktio
Natriumbikarbonaatin ja kalsiumkloridin välisen reaktion on tapahduttava liuoksessa, joten vesi on aina osa reaktiota. Molemmat reagenssit liukenevat helposti veteen, joten se ei ole ongelma. Voit liuottaa yhden veteen ja lisätä sitten toisen, tai voit pitää molemmat muovipussin vastakkaisissa kulmissa ja laittaa vesipullo niiden väliin niin, että ravistaessasi pussiin ne yhdistyvät veteen ja toisiinsa.
Yhdistettäessä reagensseja tapahtuu kaksi asiaa. Ensimmäinen asia on, että ne yhdessä muodostavat kalsiumkarbonaatin - yhdisteen, jota löytyy kalkkikivestä, liidusta, marmorista ja etanoiden ja merieläinten kuorista - yhdessä natriumkloridin ja vetyionien kanssa. Vetyionit tekevät liuoksesta happamaksi, ja ne yhdistyvät jäljellä olevaan natriumbikarbonaattiin tuottamaan hiilidioksidikaasua, vettä ja natriumioneja. Ne yhdistyvät myös kloorin kanssa vetykloridin muodostamiseksi.
Hiilidioksidikaasun vapautuminen räjäyttää pussin, ja koska kaasu tuotetaan eksotermisessä reaktiossa, liuoksen lämpötila nousee.
Kemialliset yhtälöt
Ensimmäisessä reaktiossa reaktantit yhdistyvät muodostaen kalsiumkarbonaattia, natriumkloridia ja vetyioneja. Tämän reaktion yhtälö on:
CaCI2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Vetyionit yhdistyvät sitten käyttämättömän natriumbikarbonaatin kanssa hiilidioksidin, veden ja natriumionien muodostamiseksi.
H+ + NaHCO3 ---> CO2 + H2O + Na+
Natriumkloridi dissosioituu vedessä Cl- ja Na + -ioneiksi. Jotkut vapaista kloori-ioneista yhdistyvät vetyionien kanssa muodostaen vetykloridia.
H+ + Cl- ---> HCl
Yksinkertaistettu yhtälö koko prosessille on:
NaHCO3(t) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(t) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)