Was machen Calciumchlorid und Backpulver?

Inhalt

• TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
• Was sind die Reaktanten?
• Eine zweiteilige Reaktion
• Die chemischen Gleichungen

Die Kombination von Calciumchlorid und Backpulver - Natriumbicarbonat - in einer verschließbaren Plastiktüte ist ein beliebtes Chemieexperiment der Highschool. Es entsteht ein Gas. Wenn Sie den Beutel nach dem Kombinieren der Chemikalien verschließen, explodiert der Beutel wie ein Ballon. Ein weiterer Grund, warum Chemielehrer an Gymnasien dieses Experiment lieben, ist, dass die Kombination Wärme erzeugt und somit ein hervorragendes Beispiel für eine exotherme Reaktion ist. Tragen Sie eine Schutzbrille und Gummihandschuhe, wenn Sie diese beiden Verbindungen kombinieren, da eines der Nebenprodukte der Reaktion Salzsäure ist, die ätzend genug ist, um Ihre Haut zu verbrennen.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Kombinieren Sie Natriumbicarbonat (Backpulver), Calciumchlorid und Wasser und Sie erhalten Calciumcarbonat (einen kalkhaltigen Niederschlag) plus Kohlendioxidgas, Natriumchlorid (Tafelsalz), Salzsäure und eine angemessene Menge Wärme.

Was sind die Reaktanten?

Fast jeder kennt Natriumbicarbonat (NaHCO₃), weil es das Backpulver ist, mit dem Sie Ihren Kühlschrank desodorieren. Weniger Menschen kennen Calciumchlorid (CaCl₂), aber sie sollten es sein. Wie Natriumchlorid ist es ein Salz und hygroskopisch, was bedeutet, dass es Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt. Wenn Sie eine Schale mit Kalziumchlorid in Ihren Schrank stellen, können Sie Ihre Kleidung gut vor Schimmel schützen. Calciumchlorid hilft bei der Staubbekämpfung und wirkt als Lebensmittelzusatzstoff, da es Lebensmittel wie Gurken salzig schmecken lässt, ohne Natriumchlorid zuzusetzen.

Eine zweiteilige Reaktion

Die Reaktion zwischen Natriumbicarbonat und Calciumchlorid muss in Lösung stattfinden, daher ist Wasser immer ein Teil der Reaktion. Beide Reaktanten lösen sich leicht in Wasser, so dass dies kein Problem darstellt. Sie können eines in Wasser auflösen und dann das andere hinzufügen, oder Sie können beide in gegenüberliegenden Ecken einer Plastiktüte aufbewahren und eine Durchstechflasche mit Wasser dazwischen stellen, sodass sie sich beim Schütteln der Tüte mit dem Wasser und einander verbinden.

Wenn Sie die Reaktanten kombinieren, treten zwei Dinge auf. Das erste ist, dass sie zusammen mit Natriumchlorid und Wasserstoffionen Calciumcarbonat bilden - eine Verbindung, die in Kalkstein, Kreide, Marmor und den Schalen von Schnecken und Meerestieren enthalten ist. Die Wasserstoffionen machen die Lösung sauer und sie verbinden sich mit übrig gebliebenem Natriumbicarbonat, um Kohlendioxidgas, Wasser und Natriumionen zu erzeugen. Sie verbinden sich auch mit Chlor zu Chlorwasserstoff.

Die Freisetzung von Kohlendioxidgas bläst den Beutel auf, und da das Gas in einer exothermen Reaktion erzeugt wird, steigt die Temperatur der Lösung an.

Die chemischen Gleichungen

In der ersten Reaktion verbinden sich die Reaktanten, um Calciumcarbonat-, Natriumchlorid- und Wasserstoffionen zu bilden. Die Gleichung für diese Reaktion lautet:

CaCl₂ + 2 NaHCO₃ ---> CaCO₃ + 2 NaCl + H⁺

Die Wasserstoffionen verbinden sich dann mit nicht verwendetem Natriumbicarbonat, um Kohlendioxid-, Wasser- und Natriumionen zu bilden.

H⁺ + NaHCO₃ ---> CO₂ + H₂O + Na⁺

Natriumchlorid dissoziiert in Wasser in Cl- und Na + -Ionen. Einige der freien Chlorionen verbinden sich mit Wasserstoffionen unter Bildung von Chlorwasserstoff.

H⁺ + Cl^- ---> HCl

Eine vereinfachte Gleichung für den Gesamtprozess lautet:

NaHCO₃(s) + CaCl₂(s) + H₂O (l) → CaCO₃(s) + CO₂(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)