Vsebina
Združevanje kalcijevega klorida in sode bikarbone - natrijevega bikarbonata - v zatesnjeni plastični vrečki je priljubljen srednješolski poskus kemije. Proizvaja plin, zato če vrečo zaprete po kombiniranju kemikalij, se bo vrečka raznesla kot balon. Drug razlog, da srednješolski učitelji kemije ljubijo ta eksperiment, je ta, da kombinacija proizvaja toploto, zato je odličen primer eksotermične reakcije. Pri kombiniranju teh dveh spojin nosite očala in gumijaste rokavice, saj je eden od stranskih produktov reakcije klorovodikova kislina, ki je dovolj jedka, da lahko opeče kožo.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Združite natrijev bikarbonat (pecilna soda), kalcijev klorid in vodo in dobite kalcijev karbonat (kredna oborina) plus plin ogljikov dioksid, natrijev klorid (namizna sol), klorovodikova kislina in precej toplote.
Kaj so reagenti?
Soda bikarbona (NaHCO) pozna praktično vsak3), ker soda bikarbona uporabljate za deodoriranje hladilnika. Manj ljudi pozna kalcijev klorid (CaCl)2), vendar bi morali biti. Tako kot natrijev klorid je njegova sol in higroskopski, kar pomeni, da absorbira vlago iz zraka. Polaganje posode s kalcijevim kloridom v omaro je dober način za zaščito oblačil pred plesnijo. Kalcijev klorid pomaga pri nadzoru prahu in deluje kot aditiv za živila, saj lahko hrana, kot so kumarice, okusi slano, ne da bi dejansko dodali natrijev klorid.
Dvodelna reakcija
Reakcija med natrijevim bikarbonatom in kalcijevim kloridom mora potekati v raztopini, zato je voda vedno del reakcije. Oba reaktanta se hitro raztopita v vodi, tako da to ni problem. Eno lahko raztopite v vodi, nato pa dodate drugo ali pa obdržite oboje v nasprotnih vogalih plastične vrečke in med njimi postavite vialo z vodo, tako da se med stresanjem vrečke združijo z vodo in drug z drugim.
Ko kombinirate reaktante, se zgodita dve stvari. Prva stvar je, da se združijo in tvorijo kalcijev karbonat - spojino, ki jo najdemo v apnencu, kredi, marmorju ter lupinah polžev in morskih bitij - skupaj z natrijevim kloridom in vodikovimi ioni. Vodikovi ioni pretvorijo raztopino v kislo in se združijo z ostankom natrijevega bikarbonata, da nastanejo plin ogljikov dioksid, voda in natrijevi ioni. Kombinirajo se tudi s klorom, da nastane vodikov klorid.
Sproščanje plina ogljikovega dioksida raznese vrečko, in ker plin nastaja v eksotermični reakciji, se temperatura raztopine dvigne.
Kemijske enačbe
V prvi reakciji se reaktanti združujejo in tvorijo kalcijev karbonat, natrijev klorid in vodikove ione. Enačba te reakcije je:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Vodikovi ioni se nato kombinirajo z neuporabljenim natrijevim bikarbonatom, da nastanejo ogljikov dioksid, voda in natrijevi ioni.
H+ + NaHCO3 ---> CO2 + H2O + Na+
Natrijev klorid disociira na ione Cl- in Na + v vodi. Nekateri prosti klorovi ioni se združujejo z vodikovimi ioni in tvorijo vodikov klorid.
H+ + Cl- ---> HCl
Poenostavljena enačba za celoten postopek je:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (vod.)