La reazione chimica del bicarbonato e dell’aceto trova impiego nei vulcani chimici, nella produzione di anidride carbonica e nella sintesi dell’acetato di sodio (ghiaccio caldo). Si tratta di una reazione acquosa (a base di acqua) tra il bicarbonato di sodio e l’acido acetico dell’aceto. Ecco l’equazione chimica bilanciata per la reazione e uno sguardo più da vicino ai passi coinvolti.
Equazione chimica bilanciata per la reazione tra bicarbonato di sodio e aceto
Una mole di bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) reagisce con una mole di acido acetico (dall’aceto) per produrre una mole di acetato di sodio, una mole di acqua, e una mole di biossido di carbonio. L’equazione chimica bilanciata è:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Ma l’acetato di sodio si dissocia nei suoi ioni, quindi un modo migliore per scrivere la reazione è:
NaHCO3(s) + CH3COOH(l) → CO2(g) + H2O(l) + Na+(aq) + CH3COO-(aq)
Qui, NaHCO3 è bicarbonato di sodio, CH3COOH è acido acetico, CO2 è anidride carbonica, H2O è acqua, Na+ è il catione sodio, e CH3COO- è l’anione acetato. Inoltre, s = solido, l = liquido, g = gas, aq = soluzione acquosa o in acqua.
Come funziona la reazione
Ricordo che questa reazione chimica avviene in acqua, quindi il bicarbonato di sodio e l’acido acetico si dissociano nei loro ioni, così gli ioni possono essenzialmente “cambiare partner” per formare nuovi prodotti:
NaHCO3(aq) + HC2H3O2(aq) = Na+(aq) + HCO-3(aq) + H+(aq) + C2H3O2-(aq)
La reazione del bicarbonato e dell’aceto procede in realtà in due fasi. In primo luogo, il bicarbonato di sodio reagisce con la reazione acetica in una reazione di doppio spostamento per formare acetato di sodio e acido carbonico. Poiché il bicarbonato è una base e l’acido acetico è un acido, la reazione è anche un esempio di reazione di neutralizzazione acido-base. La ragione per cui questo accade è che i prodotti sono termodinamicamente più stabili dei reagenti:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
L’acido carbonico è instabile, quindi subisce rapidamente una reazione di decomposizione per formare acqua e anidride carbonica:
H2CO3 → H2O + CO2
Perché la reazione avviene in acqua e l’acetato di sodio è solubile in acqua, la sostanza chimica si dissocia in ioni sodio e ioni acetato. Se fai bollire o evaporare tutta l’acqua, otterrai acetato di sodio solido. L’acetato di sodio è chiamato “ghiaccio caldo” perché una soluzione supersatura cristallizza spontaneamente, rilasciando calore e formando un solido cristallino che assomiglia al ghiaccio d’acqua.
L’anidride carbonica formata nella reazione fuoriesce come bolle di anidride carbonica. Una piccola quantità di detersivo aggiunto ad un vulcano di bicarbonato e aceto intrappola il gas di anidride carbonica per formare bolle di “lava” che scorrono lungo il lato del contenitore.
Sicurezza
La reazione di bicarbonato e aceto è tra le reazioni chimiche di sicurezza per i bambini perché sia i reagenti che i prodotti sono abbastanza sicuri da mangiare! L’unica considerazione è che l’anidride carbonica rilasciata dalla reazione è più pesante dell’aria e affonda sul fondo della stanza. Se la reazione viene eseguita su larga scala, potrebbe essere prodotta abbastanza anidride carbonica da causare condizioni di ipossia vicino al pavimento. È improbabile che qualcuno mescoli abbastanza sostanze chimiche perché questo accada, ma se hai intenzione di riempire la tua piscina per bambini con bicarbonato di sodio e aceto, fallo all’aperto in una giornata ventilata 🙂