תוֹכֶן
שילוב של סידן כלוריד וסודה לשתיה - נתרן ביקרבונט - בשקית ניילון הניתנת לניתוק לניסוי הוא ניסוי כימיה תיכון מועדף. הוא מפיק גז, כך שאם אוטמים את השקית לאחר שילוב הכימיקלים, השקית תתפוצץ כמו בלון. סיבה נוספת שמורים למורים בכימיה בתיכון אוהבים את הניסוי הזה היא שהשילוב מייצר חום, ולכן הוא דוגמה מצוינת לתגובה אקסותרמית. הרכיבו משקפי מגן וכפפות גומי כשאתם משלבים שני תרכובות אלה, מכיוון שאחד מתוצרי הלוואי של התגובה הוא חומצה הידרוכלורית, שהיא קורוזיבית מספיק כדי לשרוף את עורכם.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
שלב נתרן ביקרבונט (סודה לשתיה), סידן כלוריד ומים ותקבל סידן פחמתי (משקע גיר) בתוספת גז פחמן דו חמצני, נתרן כלוריד (מלח שולחן), חומצה הידרוכלורית וכמות לא מבוטלת של חום.
מהם המגיבים?
כמעט כולם מכירים נתרן ביקרבונט (NaHCO)3) מכיוון שזו סודה לשתיה בה אתם משתמשים בכדי להרפות את המקרר. פחות אנשים מכירים סידן כלוריד (CaCl2), אבל הם צריכים להיות. כמו נתרן כלוריד, גם זה מלח, והיגרוסקופית שלו, מה שאומר שהוא סופג לחות מהאוויר. לשים צלחת סידן כלוריד בארון שלך היא דרך טובה להגן על הבגדים שלך מפני עובש. סידן כלוריד מסייע בבקרת אבק ופועל כתוסף מזון, מכיוון שהוא יכול לגרום למזונות כמו חמוצים לטעום מלוח מבלי להוסיף למעשה נתרן כלורי.
תגובה דו חלקית
התגובה בין נתרן ביקרבונט לסידן כלוריד חייבת להופיע בתמיסה, ולכן מים הם תמיד חלק מהתגובה. שני המגיבים מתמוססים בקלות במים, כך שאין בעיה. אתה יכול להמיס אחד במים ואז להוסיף את השני, או שאתה יכול לשמור על שניהם בפינות הנגדיות של שקית ניילון ולהניח ביניהם בקבוקון מים כך שכשאתם מנערים את השקית, הם משתלבים זה בזה עם המים.
כשאתה משלב בין המגיבים, מתרחשים שני דברים. הדבר הראשון הוא שהם משתלבים ויוצרים סידן פחמתי - תרכובת שנמצאת באבן גיר, גיר, שיש וקליפות של חלזונות ויצורי ים - יחד עם יוני נתרן כלורי ומימן. יוני המימן הופכים את התמיסה לחומצית, והם משתלבים עם שאריות נתרן ביקרבונט כדי לייצר גז פחמן דו חמצני, מים ו יוני נתרן. הם גם משתלבים עם כלור ליצירת מימן כלורי.
שחרור גז פחמן דו חמצני מפוצץ את השקית, ומכיוון שהגז מופק בתגובה אקזוטית, טמפרטורת הפתרון עולה.
המשוואות הכימיות
בתגובה הראשונה, המגיבים משתלבים ויוצרים סידן פחמתי, נתרן כלורי ויוני מימן. המשוואה לתגובה זו היא:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
יוני המימן משתלבים אז עם נתרן ביקרבונט לא מנוצל ויוצרים פחמן דו חמצני, מים ונתרן.
ח+ + NaHCO3 ---> CO2 + ח2O + Na+
נתרן כלוריד מתנתק ליוני Cl- ו- Na + במים. חלק מיוני הכלור החופשיים משתלבים עם יוני מימן ליצירת מימן כלורי.
ח+ + Cl- ---> HCl
משוואה מפושטת לתהליך הכולל היא:
NaHCO3(ים) + CaCl2(ים) + ח2O (l) ---> CaCO3(ים) + CO2(ז) + NaCl (aq) + HCl (aq)