Klassísk efnahvörf/Matarsódi og ediksýra

Að blanda saman ediksýru og matarsóda er klassísk efnafræðitilraun, m.a. vegna þess að efnin tvö eru notuð í matseld og bakstur og því til á mörgum heimilum.

Tilrauninni fylgir nokkuð virkt efnahvarf sem losar allmikið af koltvísýringi á gasformi sem býr til nokkra froðu. Hún er því skemmtileg en hér skoðum við líka áhugaverða eiginleika koltvísýringsins sem við getum t.a.m. notað til að slökkva eld.

Efni og áhöld

Í þessa tilraun þarf:

Edik (þetta má vera borðedik eða sérstök ediksýra til matargerðar)
Matarsódi
Ílát til að blanda í, t.d. glas
Skeið til að skammta

Ef þú vilt prófa að slökkva í kerti með koltvísýringnum þarftu einnig:

Kerti (t.d. sprittkerti)
Eldfæri til að kveikja á kertinu

Framkvæmd

Helltu góðri botnfylli af ediksýru í ílátið.

Helltu smá matarsóda í sýruna með skeið.

Nú á efnahvarfið að losa koltvísýring sem myndar froðuna. Magnið af ediksýru og matarsóda fer nokkuð eftir styrkleika sýrunnar. Hrærðu í blöndunni til að klára efnahvarfið og þá geturðu bætt við örlitlu af ediki eða matarsóda til að kanna hvort (sýran eða matarsódinn) hafi klárast fyrst.

Kertalogi kæfður

Koltvísýringur er þyngri en loftið í kring og myndar því poll ofan í ílátinu. Þar sem eldur þarf súrefni getur ekkert brunnið ofan í koltvísýringspollinum. Þetta má nota til að kæfa loga.

Kveiktu á lágu kerti (t.d. sprittkerti).

Helltu koltvísýringnum yfir logann. Þetta kann að þarfnast æfingar því koltvísýringurinn er ósýnilegur.

Til að kæfa kertalogann þarf að gæta þess að anda ekki ofan í glasið svo það blásist ekki í burtu áður en því er hellt yfir kertalogann. Með smá æfingu lærist að búa til hæfilegt magn koldíoxíðs.

Álbátur flýtur á koltvísýringshafi

Rétt eins og bátar fljóti á vatni vegna þess að það er eðlisþyngra en loft, getum við búið til báta sem fljóta á koltvíoxíði.

Búðu til bát úr álpappír og gerðu hann eins stóran en léttan og þú getur.

Legðu bátinn varlega ofan í ílátið og sjáðu hvort hann fljóti ekki á skilum koltvíoxíðsins og loftsins.

Aðrar skyldar tilraunir

Þegar koltvísýringurinn losnar úr kolsýrunni þenst það út. Þessi eiginleiki er t.a.m. notaður í eldfjallalíkön sem margir hafa eflaust séð myndir af úr amerískum skólavísíndaveislum. Þá er oft blandað út í edikið smávegis af sápu til að láta froðuna endast lengur og matarlit til að fá þann lit á froðuna sem sóst er eftir.

Eins er tilraunin stundum framkvæmd með ediksýrunni í flösku og matarsódanum í blöðru sem strengd er yfir stút flöskunnar. Matarsódinn er upphaflega látinn sitja í blöðrunni með því að hún lafi niður með flöskunni. Honum er svo hellt út í ediksýruna og við það blæs blaðran út sem sýnir hvað koltvísýringurinn tekur mun meira pláss en hvarfefnin.

Hvað er að gerast?

Efnahvarfið er dæmi um sýru-basa hvarf. Það gerist í tveimur skrefum, fyrst hvarfast matarsódinn (einnig kallað natrón, NaHCO3) við ediksýruna ( ${\ce {HC2H3O2}}$ ) og myndar natríum-asetat ( ${\ce {NaC2H3O2}}$ ) og kolsýru ( ${\ce {H2CO3}}$ ):

{\ce {NaHCO3 + HC2H3O2 -> NaC2H3O2 + H2CO3}}

Kolsýran brotnar hins vegar fljótt niður í vatn ( ${\ce {H2O}}$ ) og koltvísýring ( ${\ce {CO2}}$ ) sem er á gasformi og býr því til loftbólurnar:

{\ce {H2CO3 -> H2O + CO2}}

Þetta er reyndar ástæða þess að matarsódinn er notaður í bakstur, en þar leysist hann upp í vökvanum í deiginu og hvarfast við súr efni til að mynda loftbólur sem lyfta deiginu.

Heildarefnahvarfið má einnig setja upp sem:

{\ce {NaHCO3(s) + CH3COOH(l) -> CO2(g) + H2O(l) + Na+(aq) + CH3COO-(aq)}}

þar sem (s) táknar fast efni (e. solid), (l) táknar vökva (en. liquid), (g) táknar gas (e. gas), og (aq) táknar að efnið er leyst upp í vatni (e. aqueous).