HomenlChemische vergelijking voor de ontleding van natriumbicarbonaat

Chemische vergelijking voor de ontleding van natriumbicarbonaat

Zuiveringszout is een amfoteer anorganisch zout met de formule NaHCO 3 en is net zo alomtegenwoordig in een scheikundig laboratorium als in de keuken. Het bestaat uit het natriumzout van de geconjugeerde base van koolzuur . Dit laatste is een zwak zuur, waardoor bicarbonaat een licht alkalisch karakter krijgt.

Deze verbinding is een witte kristallijne stof die te vinden is in verschillende mineralen zoals natron en nacoliet, ook wel thermocaliet genoemd. Het wordt ook industrieel verkregen door gasvormige ammoniak en kooldioxide door een geconcentreerde oplossing van natriumchloride of pekel te leiden.

Waarom heet het baking soda?

De systematische naam van natriumbicarbonaat is eigenlijk natriumwaterstofcarbonaat of natriumwaterstoftrioxocarbonaat(-1). Maar zelfs vandaag de dag heeft de algemene naam natriumbicarbonaat de voorkeur omdat deze korter is en niet al te veel dubbelzinnigheid oplevert. Het dubbele voorvoegsel van bicarbonaat verwijst naar het feit dat dit zout tweemaal zoveel carbonaten bevat voor elk natriumion als natriumcarbonaat, waarvan de formule Na 2 CO 3 is . Merk op dat er in de bovenstaande formule twee natrium zijn voor elk carbonaation, wat hetzelfde is als zeggen dat er ½ carbonaat is voor elk natrium. Aan de andere kant is er in NaHCO 3 één carbonaat voor elk natrium, wat staat voor tweemaal ½, waar het voorvoegsel vandaan komt.

Chemische eigenschappen van zuiveringszout

Natriumbicarbonaat is een relatief goedkope stof en bezit chemische eigenschappen die het bruikbaar maken in vele toepassingen, zowel binnen als buiten het laboratorium.

  • Ten eerste maakt het licht alkalische karakter het een uitstekende keuze voor het neutraliseren van zuren wanneer er gemorst wordt. De neutralisatiereactie produceert een waarneembaar bruisen dat gemakkelijk aangeeft wanneer het zuur klaar is met neutraliseren. Aan de andere kant is de toevoeging van een overmaat bicarbonaat niet problematisch, aangezien het een zwakke base is. Eigenlijk zou er in elk scheikundig laboratorium hiervoor altijd een flesje met een natriumbicarbonaatoplossing moeten staan.
  • Bovendien heeft natriumbicarbonaat ook een ioniseerbaar proton, aangezien koolzuur een diprotisch zuur is, dus het kan ook reageren met basen.
  • Tot slot heeft dit zout de bijzonderheid dat het gemakkelijk afbreekt bij verhitting. Dergelijke thermische ontleding is het hoofdonderwerp van dit artikel en wordt beschreven in de volgende paragraaf.

Natriumbicarbonaat-ontledingsvergelijking

Zoals vermeld in het vorige gedeelte, breekt zuiveringszout af bij verhitting. Bij deze reactie komt koolstofdioxide (CO 2 ) vrij in de vorm van gas en waterdamp (H 2 O), terwijl het alkalische zout natriumcarbonaat (Na 2 CO 3 ) in de vaste fase blijft . De gebalanceerde of aangepaste chemische vergelijking is:

Chemische vergelijking voor de ontleding van natriumbicarbonaat

OPMERKING: Onder 100°C, als de druk 1 atm is, zal het gevormde water condenseren tot een vloeibare toestand. Boven genoemde temperatuur wordt in plaats daarvan stoom gegenereerd.

Deze chemische reactie vindt van nature plaats bij kamertemperatuur, maar heel langzaam. Dit is de reden waarom zuiveringszout een vervaltijd heeft, die ongeveer 2 tot 3 jaar is. De reactie versnelt echter met toenemende temperatuur en treedt snel op boven 80°C. Aan de andere kant wordt deze reactie gekatalyseerd door zuren.

Een van de essentiële kenmerken van de thermische ontleding van natriumbicarbonaat is het vrijkomen van kooldioxidegas en waterdamp. Deze eigenschap, samen met het feit dat zuiveringszout noch carbonaat schadelijk is voor de gezondheid, zorgt ervoor dat zuiveringszout vaak wordt gebruikt als chemisch rijsmiddel bij het bakken van verschillende soorten voedsel, zoals cakes, pannenkoeken en andere.

Chemische vergelijking voor de ontleding van natriumbicarbonaat

Daarnaast verklaart de bovenstaande ontledingsreactie ook een karakteristiek kenmerk van het gebruik van dit zout bij het koken of bakken van ons voedsel: de karakteristieke metaalachtige smaak die in sommige voedingsmiddelen achterblijft als we te veel bicarbonaat aan het mengsel toevoegen. Deze smaak komt van het natriumcarbonaat dat wordt gevormd na de ontbinding van de baking soda. Natriumcarbonaat is een veel alkalische verbinding dan bicarbonaat, omdat het de geconjugeerde base is, en als zuur is bicarbonaat erg zwak. Onthoud dat de sterkte van de geconjugeerde base omgekeerd is aan de sterkte van het zuur, een zeer zwak zuur geeft aanleiding tot een sterkere base.

Deze zelfde reactie wordt ook gebruikt in bakpoeder. Dit culinaire ingrediënt bevat ongeveer een derde natriumbicarbonaat als rijsmiddel; Het bevat ook zure stoffen die helpen bij de afbraak van het bicarbonaat en die ook het na de reactie gevormde carbonaat neutraliseren.

Een tweede ontledingsreactie

Als we een monster natriumbicarbonaat nemen en het opwarmen, zal het bij een temperatuur van ongeveer 80°C snel beginnen te ontleden totdat het volledig is omgezet in natriumcarbonaat, kooldioxide en water, zoals we zojuist hebben gezien. Als we echter doorgaan met verwarmen, zal er een tijd komen dat er een tweede ontledingsreactie zal plaatsvinden waarbij meer koolstofdioxide vrijkomt.

Deze tweede ontledingsreactie vindt plaats bij ongeveer 850°C en produceert naast koolstofdioxide ook natriumoxide (Na 2 O), zoals te zien is in de volgende vergelijking:

Chemische vergelijking voor de ontleding van natriumbicarbonaat

Hoewel deze ontledingsreactie kan worden uitgevoerd door natriumbicarbonaat tot hoge temperaturen te verhitten, is het in feite geen ontledingsreactie van natriumbicarbonaat, aangezien het in dit geval carbonaat is dat van natrium wordt ontleed.

Referenties

Vrienden, SSL (2017, 17 augustus). Verdwijnende baking soda . Wetenschappelijke Amerikaan. https://www.scientificamerican.com/article/vanishing-baking-soda/

Chang, R. (2021). Chemie ( 11e ed.). MCGRAW HILL ONDERWIJS.

wetenschapsbit. (2017, 27 februari). Ontledingsreactie van natriumbicarbonaat. Scheikundig experiment. [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=NNOrw848tGk

EcuRood. (zn). Natriumbicarbonaat (Stof) – EcuRed . https://www.ecured.cu/Bicarbonato_de_sodio_(stof)

IUPAC. (2005). NOMENCLATUUR VAN ANORGANISCHE CHEMIE – IUPAC-aanbevelingen 2005 . IUPAC roodboek. http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf