Chemische reacties I: Netto ionische vergelijkingen
4.4 Carbonaatoplosbaarheid in zuur
.jpg)
Onderwerpen: Chemische reacties, gasvormende reacties, oplosbaarheid, eigenschappen van zuren, kinetiek
Omschrijving: Wanneer calciumcarbonaat aan water wordt toegevoegd, is het praktisch onoplosbaar. Wanneer het aan een zuur wordt toegevoegd, lost het op waarbij kooldioxide ontstaat. (Optionele kinetiek: Hogere zuurconcentraties zullen de reactiesnelheid verhogen en meer koolzuurgas produceren in minder tijd). In procedure B wordt ijzercarbonaat dat in Demo 4.3 is gemaakt (of vóór deze demo is gemaakt), met zoutzuur (HCl) gereageerd. De HCl lost het carbonaat op, waarbij ijzerchloride ontstaat, dat oplosbaar is.
| Reactie A Materialen: | Extra optionele materialen voor kinetiek: |
| Natriumcarbonaat of bicarbonaat‡ 0.1M HCl‡ 6M HCl‡ 6 bekerglazen van 100 mL |
‡Marmersnippers en de carbonaten worden bewaard in de algemene chemische voorraadkasten. Zoutzuur wordt bewaard in de kast onder de kap rechts.
Procedure A: Oplosbaarheid van CaCO3
- Giet zuur en water in elk van de gelabelde bekers.
- Voeg calciumcarbonaat toe aan het water en vervolgens aan het zuur en observeer.
- Het calciumcarbonaat lost op in het zuur en produceert CO2-gas. Het zal niet oplossen in zuiver water. De Ksp voor calciumcarbonaat in water is 3,4 x 10-9.
Kinetische optie:
- Zuren toevoegen aan voorgelabelde bekerglazen.
- Voeg carbonaten toe aan de verschillende concentraties zuren en observeer het verschil in reactiesnelheid.
Discussie: Bij de reactie van metaalcarbonaten of bicarbonaten met zuren ontstaat het metaalhalogenide en koolzuur, dat als volgt ontleedt tot kooldioxide en water:
CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2CO3(aq)
H2CO3(aq) → H2O(l) + CO2(g)
Over het geheel genomen: CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Na2CO3(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2CO3(aq)
H2CO3(aq) → H2O(l) + CO2(g)
Overall: Na2CO3(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
De concentratie van oplossingen kan een effect hebben op de snelheid van de reactie. In dit geval geldt: hoe hoger de concentratie van het zuur, hoe sneller de reactie verloopt.
Procedure B: IJzercarbonaat in HCl
Materialen:
- Fe2(CO3)3* in oplossing
- 1M HCl
- 6M HCl
- 2 bekerglazen van 100 mL
- 1 250 mL bekerglas (als Fe2(CO3)3 wordt gemaakt)
- Staaf
- Staafplaat
*(Opgeslagen uit demo 4.3 of vooraf te maken door ~50 mL 0,1 M Na2CO3 toe te voegen aan ~50 mL 0,1M FeCl3 in een 250 mL bekerglas)
Procedure:
- Voeg 1M HCl toe aan een bekerglas van 100 mL en voeg 6M HCl toe aan het andere bekerglas van 100 mL
- Voeg de roerstaaf toe aan de ijzercarbonaatoplossing en plaats deze op een roerplaat en roer.
- Voeg langzaam 1M HCl toe tot de oplossing transparant is.
- Als de reactie te langzaam gaat, voeg dan de 6M HCl toe.
Discussie:
Fe2(CO3)3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2CO3
3H2CO3(aq) → 3H2O(l) + 3CO2(g)
Over het geheel genomen: Fe2(CO3)3(s) + 6HCl(aq) → 2FeCl3(aq) + 3H2O(l) + 3CO2(g)
Veiligheid:
HCl is bijtend. Zorg ervoor dat u de juiste beschermingsmiddelen draagt, waaronder handschoenen en een veiligheidsbril.
Verwijdering:
Oplossingen van procedure A kunnen met water door de gootsteen worden gespoeld. IJzerchloride moet worden afgevoerd in een daarvoor bestemde container voor waterig afval.