સોડિયમ બાયકાર્બોનેટના વિઘટન માટે રાસાયણિક સમીકરણ

બેકિંગ સોડા એ NaHCO 3 સૂત્ર સાથેનું એમ્ફોટેરિક અકાર્બનિક મીઠું છે અને રસાયણશાસ્ત્રની પ્રયોગશાળામાં તે રસોડામાં જેટલું જ સર્વવ્યાપક છે. તેમાં કાર્બોનિક એસિડના સંયુગેટ આધારના સોડિયમ મીઠુંનો સમાવેશ થાય છે . બાદમાં એક નબળું એસિડ છે, જે બાયકાર્બોનેટને થોડું આલ્કલાઇન પાત્ર આપે છે.

આ સંયોજન સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થ છે જે નેટ્રોન અને નેકોલાઇટ જેવા વિવિધ ખનિજોમાં મળી શકે છે, જેને થર્મોકેલાઇટ પણ કહેવાય છે. તે ઔદ્યોગિક રીતે સોડિયમ ક્લોરાઇડ અથવા બ્રાઈનના એકાગ્ર દ્રાવણ દ્વારા વાયુયુક્ત એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પસાર કરીને પણ મેળવવામાં આવે છે.

તેને ખાવાનો સોડા કેમ કહેવાય છે?

સોડિયમ બાયકાર્બોનેટનું વ્યવસ્થિત નામ વાસ્તવમાં સોડિયમ હાઇડ્રોજનકાર્બોનેટ અથવા સોડિયમ હાઇડ્રોજેન્ટ્રિઓક્સોકાર્બોનેટ(-1) છે. જો કે, આજે પણ સામાન્ય નામ સોડિયમ બાયકાર્બોનેટને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે કારણ કે તે ટૂંકું છે અને બહુ અસ્પષ્ટતા રજૂ કરતું નથી. બાયકાર્બોનેટનો દ્વિ -ઉપસર્ગ એ હકીકતનો ઉલ્લેખ કરે છે કે આ મીઠું દરેક સોડિયમ આયન માટે સોડિયમ કાર્બોનેટ કરતાં બમણા કાર્બોનેટ ધરાવે છે, જેનું સૂત્ર Na 2 CO 3 છે . નોંધ કરો કે ઉપરના સૂત્રમાં દરેક કાર્બોનેટ આયન માટે બે સોડિયમ છે, જે દરેક સોડિયમ માટે ½ કાર્બોનેટ હોવાનું કહેવાની સમકક્ષ છે. બીજી તરફ, NaHCO 3 માં દરેક સોડિયમ માટે એક કાર્બોનેટ હોય છે, જે ½ ગણાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જ્યાંથી ઉપસર્ગ આવે છે.

બેકિંગ સોડાના રાસાયણિક ગુણધર્મો

સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ પ્રમાણમાં સસ્તો પદાર્થ છે અને તેમાં રાસાયણિક ગુણધર્મો છે જે તેને પ્રયોગશાળાની અંદર અને બહાર બંને રીતે ઘણી એપ્લિકેશનોમાં ઉપયોગી બનાવે છે.

• એક માટે, તેનું હળવું આલ્કલાઇન પાત્ર જ્યારે સ્પીલ થાય ત્યારે એસિડને તટસ્થ કરવા માટે ઉત્તમ પસંદગી બનાવે છે. તટસ્થતાની પ્રતિક્રિયા એક અવલોકનક્ષમ ફિઝ ઉત્પન્ન કરે છે જે સરળતાથી સૂચવે છે કે જ્યારે એસિડનું નિષ્ક્રિયકરણ સમાપ્ત થાય છે. બીજી બાજુ, બાયકાર્બોનેટનો વધારાનો ઉમેરો સમસ્યારૂપ નથી, કારણ કે તે નબળો આધાર છે. હકીકતમાં, દરેક રસાયણશાસ્ત્ર પ્રયોગશાળામાં આ હેતુ માટે હંમેશા સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશનવાળી બોટલ હોવી જોઈએ.
• વધુમાં, સોડિયમ બાયકાર્બોનેટમાં આયનાઇઝેબલ પ્રોટોન પણ હોય છે, કારણ કે કાર્બોનિક એસિડ એ ડિપ્રોટિક એસિડ છે, તેથી તે પાયા સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે.
• છેલ્લે, આ મીઠું એ વિશિષ્ટતા ધરાવે છે કે જ્યારે તે ગરમ થાય છે ત્યારે તે સરળતાથી તૂટી જાય છે. આવા થર્મલ વિઘટન એ આ લેખનો મુખ્ય વિષય છે અને આગળના વિભાગમાં તેનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.

સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ વિઘટન સમીકરણ

અગાઉના વિભાગમાં જણાવ્યા મુજબ, ખાવાનો સોડા જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે તૂટી જાય છે. આ પ્રતિક્રિયા ગેસ અને પાણીની વરાળ (H 2 O) ના સ્વરૂપમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO 2 ) ના પ્રકાશનનું ઉત્પાદન કરે છે, જ્યારે આલ્કલાઇન મીઠું સોડિયમ કાર્બોનેટ (Na 2 CO 3 ) ઘન તબક્કામાં રહે છે . સંતુલિત અથવા સમાયોજિત રાસાયણિક સમીકરણ છે:

નોંધ: 100°C ની નીચે, જો દબાણ 1 atm હોય, તો રચાયેલું પાણી પ્રવાહી સ્થિતિમાં ઘટ્ટ થશે. ઉપર જણાવેલ તાપમાન, તેના બદલે વરાળ ઉત્પન્ન થાય છે.

આ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા કુદરતી રીતે ઓરડાના તાપમાને થાય છે, પરંતુ ખૂબ જ ધીરે ધીરે. આ જ કારણ છે કે બેકિંગ સોડાની સમાપ્તિનો સમય હોય છે, જે લગભગ 2 થી 3 વર્ષનો હોય છે. જો કે, વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિક્રિયા ઝડપી બને છે, જે ઝડપથી 80 ° સે ઉપર થાય છે. બીજી બાજુ, આ પ્રતિક્રિયા એસિડ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે.

સોડિયમ બાયકાર્બોનેટના થર્મલ વિઘટનની આવશ્યક વિશેષતાઓમાંની એક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ અને પાણીની વરાળનું પ્રકાશન છે. આ લાક્ષણિકતા, બેકિંગ સોડા કે કાર્બોનેટ સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક નથી તે હકીકત સાથે, કેક, પેનકેક અને અન્ય જેવા વિવિધ ખોરાકને પકવતી વખતે બેકિંગ સોડાને રાસાયણિક ખમીર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આ ઉપરાંત, ઉપરોક્ત વિઘટન પ્રતિક્રિયા આપણા ખોરાકને રાંધવા અથવા પકવવા માટે આ મીઠાના ઉપયોગની લાક્ષણિકતા પણ સમજાવે છે: લાક્ષણિક ધાતુનો સ્વાદ જે અમુક ખોરાકમાં રહે છે જો આપણે મિશ્રણમાં ખૂબ બાયકાર્બોનેટ ઉમેરીએ. આ સ્વાદ સોડિયમ કાર્બોનેટમાંથી આવે છે જે બેકિંગ સોડાના વિઘટન પછી બને છે. સોડિયમ કાર્બોનેટ બાયકાર્બોનેટ કરતાં વધુ આલ્કલાઇન સંયોજન છે કારણ કે તે તેનો સંયોજક આધાર છે, અને એસિડ તરીકે, બાયકાર્બોનેટ ખૂબ જ નબળું છે. સંયુગેટ આધારની મજબૂતાઈ એસીડની મજબૂતાઈથી વિપરીત છે એ યાદ રાખીને, ખૂબ જ નબળું એસિડ મજબૂત આધારને જન્મ આપે છે.

આ જ પ્રતિક્રિયા બેકિંગ પાવડરમાં પણ વપરાય છે. આ રાંધણ ઘટકમાં ખમીર એજન્ટ તરીકે સોડિયમ બાયકાર્બોનેટનો ત્રીજા ભાગનો સમાવેશ થાય છે; તેમાં એસિડિક પદાર્થો પણ હોય છે જે બાયકાર્બોનેટના વિઘટનમાં મદદ કરે છે અને તે પ્રતિક્રિયા પછી રચાયેલા કાર્બોનેટને પણ તટસ્થ કરે છે.

બીજી વિઘટન પ્રતિક્રિયા

જો આપણે સોડિયમ બાયકાર્બોનેટનો નમૂનો લઈએ અને તેને ગરમ કરીએ, જ્યારે તે લગભગ 80 ° સે સુધી પહોંચે છે ત્યારે તે ઝડપથી સડવાનું શરૂ કરશે જ્યાં સુધી તે સંપૂર્ણપણે સોડિયમ કાર્બોનેટ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીમાં રૂપાંતરિત ન થાય, જેમ કે આપણે હમણાં જોયું છે. જો કે, જો આપણે ગરમી ચાલુ રાખીશું, તો એવો સમય આવશે જ્યારે વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પ્રકાશન સાથે બીજી વિઘટન પ્રતિક્રિયા થશે.

આ બીજી વિઘટન પ્રતિક્રિયા લગભગ 850°C પર થાય છે અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉપરાંત સોડિયમ ઓક્સાઇડ (Na 2 O) ઉત્પન્ન કરે છે, જે નીચેના સમીકરણમાં જોઈ શકાય છે:

જો કે આ વિઘટન પ્રતિક્રિયા સોડિયમ બાયકાર્બોનેટને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરીને કરી શકાય છે, તે વાસ્તવમાં સોડિયમ બાયકાર્બોનેટની વિઘટન પ્રતિક્રિયા નથી, કારણ કે આ કિસ્સામાં તે કાર્બોનેટ છે જે સોડિયમનું વિઘટન થઈ રહ્યું છે.

સંદર્ભ

બડીઝ, SSL (2017, ઓગસ્ટ 17). વેનિશિંગ બેકિંગ સોડા . વૈજ્ઞાનિક અમેરિકન. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

ચાંગ, આર. (2021). રસાયણશાસ્ત્ર ( 11મી આવૃત્તિ). MCGRAW હિલ એજ્યુકેશન.

વિજ્ઞાન (2017, ફેબ્રુઆરી 27). સોડિયમ બાયકાર્બોનેટની વિઘટન પ્રતિક્રિયા. રસાયણશાસ્ત્રનો પ્રયોગ. [વિડિઓ]. યુટ્યુબ. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

EcuRed. (nd). સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ (પદાર્થ) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(પદાર્થ)

IUPAC. (2005). અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રનું નામકરણ – IUPAC ભલામણો 2005 . IUPAC રેડ બુક. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf