De chemische reactie van zuiveringszout en azijn wordt gebruikt in chemische vulkanen, bij de productie van kooldioxide en bij de synthese van natriumacetaat (heet ijs). Het is een waterige (op water gebaseerde) reactie tussen natriumbicarbonaat en azijnzuur uit azijn. Hier is de chemische evenwichtsvergelijking voor de reactie en een nadere blik op de betrokken stappen.
Gebalanceerde chemische vergelijking voor zuiveringszout en azijnreactie
Een mol natriumbicarbonaat (zuiveringszout) reageert met een mol azijnzuur (uit azijn) om een mol natriumacetaat, een mol water en een mol kooldioxide te produceren. De chemische reactievergelijking is:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2O + CO2
Maar natriumacetaat dissocieert in zijn ionen, dus een betere manier om de reactie te schrijven is:
NaHCO3(s) + CH3COOH(l) → CO2(g) + H2O(l) + Na+(aq) + CH3COO-(aq)
Hier is NaHCO3 natriumbicarbonaat, CH3COOH azijnzuur, CO2 kooldioxide, H2O water, Na+ het natriumkation, en CH3COO- het acetaatanion. Ook, s = vaste stof, l = vloeistof, g = gas, aq = waterige of in water oplossing.
Hoe de reactie werkt
Bedenk dat deze chemische reactie in water plaatsvindt, dus dat natriumbicarbonaat en azijnzuur in hun ionen uiteenvallen, zodat de ionen in wezen “van partner kunnen wisselen” om nieuwe producten te vormen:
NaHCO3(aq) + HC2H3O2(aq) = Na+(aq) + HCO-3(aq) + H+(aq) + C2H3O2-(aq)
De reactie van zuiveringszout en azijn verloopt eigenlijk in twee stappen. Eerst reageert natriumbicarbonaat met azijnzuur in een dubbele verdringingsreactie tot natriumacetaat en koolzuur. Omdat zuiveringszout een base is en azijnzuur een zuur, is de reactie ook een voorbeeld van een zuur-base neutralisatiereactie. De reden dat dit überhaupt gebeurt, is omdat de producten thermodynamischer stabiel zijn dan de reactanten:
NaHCO3 + HC2H3O2 → NaC2H3O2 + H2CO3
Koolzuur is instabiel, dus ondergaat het snel een ontledingsreactie waarbij water en kooldioxide worden gevormd:
H2CO3 → H2O + CO2
Omdat de reactie in water plaatsvindt en natriumacetaat oplosbaar is in water, valt de chemische stof uiteen in natriumionen en acetaationen. Als je al het water afkookt of verdampt, krijg je vast natriumacetaat. Natriumacetaat wordt “heet ijs” genoemd, omdat een oververzadigde oplossing spontaan kristalliseert, waarbij warmte vrijkomt en een kristallijne vaste stof wordt gevormd die lijkt op waterijs.
Het kooldioxide dat bij de reactie wordt gevormd, ontsnapt als bellen kooldioxidegas. Een kleine hoeveelheid afwasmiddel toegevoegd aan een zuiveringszout en azijn vulkaan vangt het koolzuurgas op om “lava” bellen te maken die langs de zijkant van de container naar beneden stromen.
Veiligheid
De zuiveringszout en azijn reactie behoort tot de veilige chemische reacties voor kinderen omdat zowel de reactanten als de producten veilig genoeg zijn om te eten! De enige overweging is dat kooldioxide dat bij de reactie vrijkomt zwaarder is dan lucht en naar de bodem van de kamer zinkt. Als de reactie op zeer grote schaal wordt uitgevoerd, kan er genoeg kooldioxidegas vrijkomen om hypoxische omstandigheden in de buurt van de vloer te veroorzaken. Het is onwaarschijnlijk dat iemand genoeg chemicaliën zou mengen om dit te laten gebeuren, maar als je van plan bent je kinderbadje te vullen met zuiveringszout en azijn, doe het dan buiten op een winderige dag 🙂