Зміст
Поєднання хлориду кальцію та харчової соди - бікарбонату натрію - у герметичному пластиковому пакеті - улюблений експеримент з хімії середньої школи. Він виробляє газ, тому якщо запечатати мішок після поєднання хімікатів, мішок вибухне, як повітряна куля. Ще одна причина, чому вчителі хімії середньої школи люблять цей експеримент, полягає в тому, що комбінація виробляє тепло, тому є прекрасним прикладом екзотермічної реакції. Одягайте захисні окуляри та гумові рукавички, комбінуючи ці дві сполуки, адже одним із побічних продуктів реакції є соляна кислота, яка є достатньо корозійною для опіку шкіри.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Поєднайте бікарбонат натрію (харчова сода), хлорид кальцію та воду, і ви отримаєте карбонат кальцію (осад крейди) плюс газ діоксид вуглецю, хлорид натрію (кухонна сіль), соляну кислоту та неабияку кількість тепла.
Що таке реактиви?
Практично всі знайомі з бікарбонатом натрію (NaHCO3), оскільки його харчова сода ви використовуєте для дезодорування холодильника. Мало хто знайомий з хлоридом кальцію (CaCl)2), але вони повинні бути. Як і хлорид натрію, його сіль, і її гігроскопічна, а значить, вона поглинає вологу з повітря. Поміщення посуду з хлоридом кальцію у вашій шафі - це хороший спосіб захистити одяг від цвілі. Хлорид кальцію допомагає контролювати пил і працює як харчова добавка, оскільки він може робити продукти, як соління, смаковішими, але не додаючи хлориду натрію.
Реакція з двох частин
Реакція між бікарбонатом натрію та хлоридом кальцію має відбуватися у розчині, тому вода завжди є частиною реакції. Обидва реагенти легко розчиняються у воді, так що це не проблема. Ви можете розчинити одне у воді, а потім додати інше, а можете тримати обидва у протилежних куточках поліетиленового пакета і помістити між ними флакон з водою, щоб, коли струшуєте мішок, вони поєднувалися з водою та один з одним.
Коли ви поєднуєте реактиви, відбуваються дві речі. Перше, що вони поєднуються з утворенням карбонату кальцію - сполуки, знайденої у вапняку, крейді, мармурі та оболонках равликів та морських істот - разом із хлоридом натрію та іонами водню. Іони водню роблять розчин кислим, і вони поєднуються з залишком бікарбонату натрію, отримуючи газ вуглекислого газу, воду та іони натрію. Вони також поєднуються з хлором для отримання хлористого водню.
Викид вуглекислого газу вибухує мішок, і оскільки газ утворюється в екзотермічній реакції, температура розчину піднімається.
Хімічні рівняння
У першій реакції реагенти об'єднують, утворюючи карбонат кальцію, хлорид натрію та іони водню. Рівнянням цієї реакції є:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Потім іони водню поєднуються з невикористаним бікарбонатом натрію для утворення вуглекислого газу, води та іонів натрію.
Н+ + NaHCO3 ---> СО2 + Н2O + Na+
Хлорид натрію дисоціює у воді іонів Cl- та Na +. Деякі з іонів вільного хлору поєднуються з іонами водню, утворюючи хлорид водню.
Н+ + Кл- ---> HCl
Спрощене рівняння для загального процесу:
NaHCO3(и) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(и) + СО2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)