Innehåll
Att kombinera kalciumklorid och bakpulver - natriumbikarbonat - i en förseglingsbar plastpåse är ett favoritkemikalieexperiment på gymnasiet. Det producerar en gas, så om du förseglar påsen efter att du har kombinerat kemikalierna, kommer påsen att sprängas som en ballong. En annan anledning till gymnasieskolelärare älskar detta experiment är att kombinationen producerar värme, så det är ett utmärkt exempel på en exoterm reaktion. Använd skyddsglasögon och gummihandskar när du kombinerar dessa två föreningar, eftersom en av biprodukterna av reaktionen är saltsyra, som är tillräckligt frätande för att bränna din hud.
TL; DR (för lång; läste inte)
Kombinera natriumbikarbonat (bakpulver), kalciumklorid och vatten och du får kalciumkarbonat (en kritisk fällning) plus koldioxidgas, natriumklorid (bordsalt), saltsyra och en god mängd värme.
Vad är reaktanterna?
Praktiskt taget alla är bekanta med natriumbikarbonat (NaHCO)3), eftersom det är bakpulver du använder för att deodorize ditt kylskåp. Färre människor känner till kalciumklorid (CaCl2), men de borde vara det. Som natriumklorid är det ett salt och hygroskopiskt, vilket innebär att det absorberar fukt från luften. Att lägga en skål med kalciumklorid i din garderob är ett bra sätt att skydda dina kläder från mögel. Kalciumklorid hjälper till med dammkontroll och fungerar som ett livsmedelstillsats, eftersom det kan göra att mat som pickles smakar salt utan att faktiskt tillsätta natriumklorid.
En tvådelad reaktion
Reaktionen mellan natriumbikarbonat och kalciumklorid måste ske i lösning, så vatten är alltid en del av reaktionen. Båda reaktanterna upplöses lätt i vatten, så att det inte är ett problem. Du kan lösa upp en i vatten och sedan lägga till den andra, eller så kan du hålla båda i motsatta hörn av en plastpåse och placera en injektionsflaska med vatten så att de, när du skakar påsen, kombineras med vattnet och varandra.
När du kombinerar reaktanterna inträffar två saker. Det första är att de kombineras för att bilda kalciumkarbonat - en förening som finns i kalksten, krita, marmor och snäckskalens och havets varelser - tillsammans med natriumklorid och vätejoner. Vätjonerna gör lösningen sur och de kombineras med rester av natriumbikarbonat för att producera koldioxidgas, vatten och natriumjoner. De kombineras också med klor för att göra väteklorid.
Frigöringen av koldioxidgas blåser upp påsen, och eftersom gasen produceras i en exoterm reaktion, går lösningens temperatur upp.
De kemiska ekvationerna
I den första reaktionen kombineras reaktanterna för att bilda kalciumkarbonat, natriumklorid och vätejoner. Ekvationen för denna reaktion är:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Vätjonerna kombineras sedan med oanvänt natriumbikarbonat för att bilda koldioxid, vatten och natriumjoner.
H+ + NaHCO3 ---> CO2 + H2O + Na+
Natriumklorid dissocieras till Cl- och Na + -joner i vatten. Vissa av de fria klorjonerna kombineras med vätejoner för att bilda väteklorid.
H+ + Cl- ---> HCl
En förenklad ekvation för den övergripande processen är:
NaHCOa3(s) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)