Содержание
Комбинированный хлористый кальций и пищевая сода - бикарбонат натрия - в герметичном пластиковом пакете - это любимый химический эксперимент в средней школе. Он производит газ, поэтому, если вы запечатаете пакет после объединения химикатов, пакет взорвется, как воздушный шар. Еще одна причина, по которой учителя химии в средней школе любят этот эксперимент, заключается в том, что комбинация вырабатывает тепло, что является отличным примером экзотермической реакции. Носите защитные очки и резиновые перчатки при комбинировании этих двух соединений, потому что одним из побочных продуктов реакции является соляная кислота, которая достаточно агрессивна, чтобы обжечь вашу кожу.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Объедините бикарбонат натрия (пищевая сода), хлорид кальция и воду, и вы получите карбонат кальция (меловой осадок), а также газообразный диоксид углерода, хлорид натрия (поваренная соль), соляную кислоту и достаточное количество тепла.
Какие реагенты?
Практически все знакомы с бикарбонатом натрия (NaHCO3), потому что это пищевая сода, которую вы используете для дезодорации вашего холодильника. Меньше людей знакомы с хлоридом кальция (CaCl2), но они должны быть. Как и хлорид натрия, его соль и гигроскопичность, что означает, что он поглощает влагу из воздуха. Поместить блюдо с хлоридом кальция в свой шкаф - хороший способ защитить одежду от плесени. Хлорид кальция помогает бороться с пылью и действует как пищевая добавка, потому что он может сделать пищу, похожую на соленые огурцы, соленой без добавления хлорида натрия.
Двухчастная реакция
Реакция между бикарбонатом натрия и хлоридом кальция должна происходить в растворе, поэтому вода всегда является частью реакции. Оба реагента легко растворяются в воде, так что это не проблема. Вы можете растворить один в воде, затем добавить другой, или вы можете держать оба в противоположных углах пластикового пакета и поместить между ними флакон с водой, чтобы при встряхивании пакета они соединялись с водой и друг с другом.
Когда вы объединяете реагенты, происходят две вещи. Во-первых, они объединяются в карбонат кальция - соединение, содержащееся в известняке, меле, мраморе и раковинах улиток и морских существ - вместе с хлоридом натрия и ионами водорода. Ионы водорода превращают раствор в кислотный, и они объединяются с остатком бикарбоната натрия с образованием газообразного диоксида углерода, воды и ионов натрия. Они также соединяются с хлором для получения хлористого водорода.
Выделение углекислого газа взрывает мешок, и поскольку газ образуется в результате экзотермической реакции, температура раствора повышается.
Химические уравнения
В первой реакции реагенты объединяются с образованием карбоната кальция, хлорида натрия и ионов водорода. Уравнение для этой реакции:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Ионы водорода затем объединяются с неиспользованным бикарбонатом натрия с образованием диоксида углерода, воды и ионов натрия.
ЧАС+ + NaHCO3 ---> CO2 + H2O + Na+
Хлорид натрия диссоциирует на ионы Cl- и Na + в воде. Некоторые из свободных ионов хлора соединяются с ионами водорода с образованием хлористого водорода.
ЧАС+ + Cl- ---> HCl
Упрощенное уравнение для всего процесса:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(s) + CO2(г) + NaCl (водный) + HCl (водный)