Уксус сода формула: Простая наука | Уксус и сода надувают воздушный шарик – Учитель химии был прав. Теперь я точно знаю, почему сода и уксус — Сантех склад

Содержание

Химическая формула соды: пищевой, питьевой, кристаллической, технической

Автор Антонина На чтение 5 мин. Опубликовано 10.11.2018

Словом «сода» называют несколько сложных химических веществ. Пищевая, питьевая, гидрокарбонат натрия, химическая формула NaHCO3, кислая натриевая соль угольной кислоты. Кальцинированная, бельевая, карбонат натрия, химическая формула Na2CO3, натриевая соль угольной кислоты.

Каустическая, гидроксид натрия, химическая формула NaOH. Есть еще некоторые технические виды соды – кристаллогидраты, содержащие карбонат натрия, и различные марки каустика. Вышеперечисленные соединения имеют различные свойства и химические формулы. Но все они хорошо растворяются в воде, а их растворы имеют более или менее выраженную щелочную реакцию. Рассмотрим их подробнее.

Формула пищевой соды

Гидрокарбонат натрия – химическое название белого кристаллического порошка белого цвета со средним размером кристаллов 0,05 — 0,20 мм. Синонимы, часто встречающиеся в научно-популярной литературе и в быту, — пищевая сода, чайная, питьевая, натрий двууглекислый, бикарбонат натрия.

Двууглекислый натрий (бикарбонат) – широко востребованное вещество в разных сферах жизни. Он применяется в химической промышленности и медицине, в легкой, пищевой отраслях, в металлургии. В пищевой промышленности сода включена в состав добавки E500.

Формула питьевой соды в химии NaHCO3 говорит о том, что это кислая натриевая соль угольной кислоты. Ее химические свойства как у соли сильного основания и слабой кислоты.

Гидрокарбонат натрия активно вступает в реакцию с кислотами. В результате образуется соль соответствующей кислоты, угольная кислота, которая в свою очередь распадается на углекислый газ и воду. Сильное образование пузырьков — это углекислый газ, высвобождающийся в процессе реакции.

Вот как происходит реакция с соляной кислотой:

NaHCO3 + HCl → NaCl + h3CO3

h3CO3 → h3O + CO2↑.

Реакция соды пищевой с уксусной кислотой:

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H

2O + CO₂↑

В результате взаимодействия соды NaHCO3 с уксусной кислотой Ch4COOH образуются: Ch4COONa – ацетат натрия, вода h3O и углекислый газ CO2.

Многими, наверное, замечено, что если залить пищевую соду кипятком, она так же начинает гаситься, что выражается в обильном образовании пузырьков. Это происходит реакция термического разложения.

Гидракарбонат натрия термически малоустойчив. При нагревании порошок соды пищевой разлагается с образованием карбоната натрия (соды кальцинированной) и выделением диоксида углерода, а также воды в газовую фазу.

2NaHCO3↔ Na2CO3 + CO2 + h3O

Аналогично разлагаются и водные растворы бикарбоната натрия.

Растворяется ли пищевая сода в воде?

Есть 2 важные момента в растворении натрия гидрокарбоната в воде. Если мы растворяем соду притемпературе до 50 °С, происходит реакция гидролиза соли. Это обратимое взаимодействие соли с водой. Приводит к образованию слабого электролита.

А если растворяем соду в горячей воде, то уже образуется карбонат натрия, и в этом случае, водный раствор имеет сильнощелочную реакцию. Отсюда вывод: растворимость гидрокарбоната натрия в воде невелика, но при повышении температуры и она повышается.

При взаимодействии с водой двууглекислый натрий распадается на гидроксид натрия NaOH , который придает щелочность воде, угольную кислоту h3CO3, которая, в свою очередь, сразу же распадается на воду и углекислый газ h3O + CO2.

Химическая формула растворения соды в воде:

NaHCO3 + h3O ↔ h3CO3 (h3O + CO2) + NaOH

Водный раствор соды пищевой на растительные и животные ткани практически не действует.

Кальцинированная сода и ее кристаллогидраты

Карбонат натрия, или соду кальцинированную, натриевая соль угольной кислоты, не следует путать с содой пищевой. Химическая формула соды кальцинированной Na2CO3. Еще ее называют содой бельевой, потому что применяют в изготовлении моющих и чистящих средств бытовой химии. Добывается из природных кристаллогидратов путем термического разложения. Кальцинированная сода, безводный карбонат натрия, представляет собой бесцветный порошок.

Различные кристаллогидраты кальцинированной соды имеют свои названия:

Натрит, натрон – декагидрат карбоната натрия. Химическая формула: Na2CO3 • 10h3O
Термонатрит – моногидрат карбоната натрия. Химическая формула: Na2CO3 • h3O

Эти кристаллогидраты еще называют кристаллической содой, технической содой.

Каустическая сода, гидроксид натрия, химическая формула: NaOH. Ее еще называют едким натром, каустиком, едкой щелочью. Сильное основание, молекулы полностью диссоциируют в воде. Даже на воздухе то вещество начинает активно впитывать воду и «расплывается».

Опасная едкая щелочь может оставлять на коже сильные ожоги. Поэтому при работе с каустической содой необходимо соблюдать технику безопасности.

Применяется в быту, в химической, целлюлозно-бумажной промышленности, для производства мыла и био-дизельного топлива.

В России производится несколько видов технической соды – натра едкого:

РД — раствор диафрагменный, бесцветная или окрашенная жидкость с массовой долей NaOH 44,0 % — 46,0 %;
РХ — раствор химический с массовой долей NaOH 45,5 %, допускается небольшой осадок;
РР — раствор ртутный, прозрачная жидкость с массовой долей NaOH 42,0 %;
ТД — твердый диафрагменный, плавленая масса белого цвета с массовой долей NaOH 94,0 %;
ТР — твёрдый ртутный, чешуированная масса белого цвета, с массовой долей NaOH 98,5 %.

Как видите, сода соде рознь. Принимать внутрь можно только пищевую, остальные виды — технические. Особенно осторожно необходимо обращаться с каустической содой. Это едкое агрессивное вещество оставляет долго незаживающие ожоги на коже. Поэтому, работать с растворами каустика нужно в защитной одежде, маске и резиновых перчатках.

Химическая формула пищевой соды, применение, состав, свойства

Замучила изжога, пора полоскать простуженное горло, захотелось самостоятельно приготовить тесто для сладкого пирога, закончилось моющее средство для посуды, а чашки от чая потемнели, – любая хозяйка, привычным с детства жестом, достает с полки одну и ту же неприметную коробочку с пищевой содой. Неужели она настолько многофункциональна? Нет, не настолько, она гораздо функциональнее.

Читайте подробнее: Полоскания зубов содой.

Химическая формула и ее состав

Пищевая сода, несмотря на простое название в обиходе, – сложное химическое соединение, следовательно, имеет химическую формулу – NaНCO3 (рисунок 1).

Рисунок 1 – Химическая формула и структура пищевой соды.

Состоит из одной молекулы натрия (Na), одной молекулы водорода (Н), одной молекулы углерода (C) и трех молекул кислорода (O). Имеет несколько технических названий – гидрокарбонат натрия, бикарбонат натрия, натрий двууглекислый. Является, ничем иным, как кислой солью угольной кислоты и натрия. Все кислые соли начинаются с приставки «гидро».

Название соды требует пояснения: в ней нет ни белков, ни жиров, ни углеводов. Калорийность соды – 0 ккал.

Часто можно услышать название – питьевая, столовая или чайная сода.

Выглядит пищевая сода как белый рыхлый порошок с мелкими кристаллическими частицами. Не имеет запаха.

Свойства

Важные свойства соды: быстро растворяется в воде и не растворяется в спирту и кислоте; обладает слабой щелочной реакцией при растворении; отличный антисептик.

Свойства соды известны давно, причем большинство из них полезны человеку:

Химические свойства. Быстрая растворимость в воде и превращение в щелочной раствор. Это основное свойство всех карбонатов натрия.
Щелочные свойства. Содовый раствор имеет щелочную среду, следовательно, способен понижать (и даже нейтрализовать) кислотность, регулировать щелочно-кислотный баланс. На практике это означает не только устранение изжоги, но и неприятного запаха после полоскания рта или принятия ванны.
Бактерицидные свойства. Пищевая сода – отличный антисептик. Она способна снять воспалительный процесс, зуд от укуса насекомых, детскую опрелость. Лечит гнойное воспаление, грибок ногтей, псориаз. Обладает отхаркивающим свойством, что часто используется при болях в горле («полоскание содой»).
Очищающее свойство. Сода способна вывести из организма шлаки и токсины. Ее часто используют при отравлениях. Это же свойство используют для похудения, поскольку сода еще и выводит лишнюю воду из организма.
Обезболивающее свойство. Пищевая сода снимает болевые ощущения при солнечных или кислотных ожогах. Помогает снять головную и зубную боли.

Это не все свойства пищевой соды, но самые полезные и распространенные.

Читайте также: Кальцинированная сода: формула, производство, свойства и применение.

Реакции

Многие свойства пищевой соды возможны благодаря некоторым химическим реакциям соды с водой, кислотами, в частности, с уксусом и высокой температурой.

Реакции с водой

Разведенная в воде сода превращается в слабый щелочной раствор. «Слабый» означает, что реакция щелочи не агрессивная, следовательно, может применяться внутрь человека. Это отличает ее от кальцинированной соды, чей раствор слишком агрессивен для слизистых оболочек организма.

Водородный показатель pH содового раствора (сода, растворенная в воде) составляет 8,1 – 9,0. Это физическое подтверждение того, что сода, растворяясь в воде, становится щелочью.

Реакции с кислотами

Щелочь всегда вступает в реакцию с кислотой. Каждая хозяйка, что пробовала самостоятельно стряпать выпечку, сталкивалась с этой реакцией, когда «гасила» соду уксусом. Пищевая сода, реагируя на уксусную кислоту, выделяет углекислый газ и воду.

Рисунок 2 – Химическая реакция пищевой соды и уксусной кислоты.

«Шипение» соды химически выглядит следующим образом (рисунок 2):

сначала образуется соль натрия и угольная кислота,
затем сразу же угольная кислота расщепляется на воду и углекислый газ.

Зачем в тесто добавляют гашеную соду? Затем, что химическая реакция пищевой соды и уксусной кислоты высвобождает углекислый газ, он-то и «поднимает» тесто, делая его мягким и воздушным.

Реакция на высокие температуры

Если подвергнуть гидрокарбонат натрия температурному воздействию (от 60 до 200 градусов), то она станет карбонатом натрия (кальцинированной содой), высвободит воду и углекислый газ (рисунок 3).

Рисунок 3 – Химическая реакция пищевой соды на высокую температуру.

Пищевая и кальцинированная сода: сходство и различие

И пищевая (гидрокарбонат натрия), и кальцинированная (карбонат натрия) сода являются щелочами и натриевыми солями угольной кислоты. Обладают схожими химическими свойствами, например, способностью быстро растворятся в воде, и нерастворимостью в спиртовом растворе.

Различие их касается, во-первых, структуры и состава: пищевая сода имеет одну молекулу натрия, а кальцинированная – две. Это влияет на степень агрессивности щелочи. Водородный показатель pH у карбоната натрия равен 11, что существенно выше, чем у пищевой соды.

Во-вторых, сила агрессивность соды влияет на ее способ и место применения: гидрокарбонат – это кулинария и медицина, а карбонат – химическая промышленность.

В-третьих, пищевая сода неопасна в применении, она не вызывает аллергических реакций, зуда и покраснения. Тогда как кальцинированная сода может вызвать ожоги и различные аллергические реакции, этой содой следует пользоваться только в резиновых перчатках.

Читайте также: Кальцинированная сода в быту

Производство

Люди познакомились с пищевой содой очень давно. Она добывалась на некоторых высохших озерах, где соли натрия выпадали на берег белыми сугробами.

Естественное сырье добывали двух видов:

в виде солей натрия (карбонаты и бикарбонаты),
в подземных водах, содержащих высокую концентрацию карбоната натрия.

Известная всем химическая формула NaНCO3 получается не естественным, а химическим лабораторным способом. Называется он – аммиачно-хлоридный.

Метод получения гидрокарбоната натрия – аммиачно-хлоридный, разработанный в 19 веке химиком Э. Сольве. Способ актуален и в наши дни.

Промышленный метод производства соды впервые применил французский ученый Н. Леблан, выделив из каменной соли карбонат натрия, в результате получилась кальцинированная сода. Другой француз О.Ж. Френель пропустил каменную соль через аммиачный раствор и углекислый газ. Так был придуман химический способ образования гидрокарбоната или пищевой соды.

Усовершенствовал способ бельгийский химик Э. Сольве, сделав его простым и дешевым. Методом Сольве стали производить (и до сих пор получают) не только кальцинированную, но и пищевую соду.

Области применения

Трудно найти область, где столовая сода не используется:

1) Химическое производство. Гидрокарбонат натрия лежит в основе производства бытовой химии (порошки, чистящие и моющие средства), красителей, органики, составляющих порошка огнетушителя. Известно, что обычную пищевую соду домохозяйки используют как самостоятельное чистящее средство.

2) Легкая промышленность. Сода используется при пропитывании кожи, резины для подошв дубильными веществами. Производство текстиля также не обходится без бикарбоната натрия.

3) Кулинария. Еще не нашли замену соде при создании всевозможных кондитерских изделий и выпечки. Шипучие напитки, типа колы и различных лимонадов, в основе своей имеют реакцию соды и кислоты.

Известная всем столовая сода имеет код пищевой добавки – Е500.

4) Косметология. Во многих масках и очистительных средствах в качестве главного ингредиента входит гидрокарбонат натрия, способный вывести шлаки и лишнюю жидкость, отбелить зубы и лицо, снять покраснение и зуд, убрать неприятный запах.

Читайте подробнее: Маски с содой для лица.

5) Медицина. Почти во всех рецептах лекарственных препаратов традиционной и народной медицины присутствует бикарбонат натрия. Он способен выводить из организма различные токсины, включая тяжелые металлы.

Известно, что сода спасает от изжоги, но и в основе всех брендовых лекарственных препаратов (Гастал, Гевискон и прочие) лежит способность солей натрия нейтрализовать высокую кислотность (щелочное свойство пищевой соды).

Антисептические свойства пищевой соды незаменимы в борьбе с вирусами, бактериями и грибками.

Народная медицина считает соду просто лекарственной панацеей: сода лечит головную и зубную боль; способна понизить температуру; нейтрализовать ожоги кислотой кожи и слизистых оболочек; и даже вылечить рак.

Советы доктора И.П. Неумывакина об использовании пищевой соды

Известный всему миру профессор, доктор медицинских наук, И.П. Неумывакин более 40 лет посвящал свои научные работы изучению влияния пищевой соды на оздоровление организма. По его мнению, главная причина возникновения болезней – это нарушение кислотно-щелочного баланса. А, как известно, сода способствует его восстановлению.

Профессор разработал специальную схему, по которой следует пить содовый раствор, как для лечения, так и для профилактики различных заболеваний. Попадая в кровь, сода разжижает ее и обновляет структуру, тем самым способствует снижению:

солевых отложений,
холестериновых бляшек,
песка в почках.

И.П. Неумывакин советует не только принимать внутрь содовый раствор, но и полоскать им рот, принимать с ним ванны и делать очищающие маски для лица.

Книги и видеоролики с доктором пользуются огромной популярностью. Беседа «Сода и вода» с И.П. Неумывакиным о здоровье и очищении организма с помощью соды набрала более 1,5 миллиона просмотров:

Читайте также: Как принимать соду по методу Неумывакина.

Техника безопасности

Питьевая сода является абсолютно не токсичным веществом. Но из этого не следует, что она совершенно безопасна. По степени взрывоопасности и пожароопасности имеет 3 класс. Существуют ограничения присутствия бикарбоната натрия в воздухе: 5 мг на кубический метр. А поскольку сода вещество сыпучее, то держать его нужно, как можно дальше от детей и животных.

Упаковываться пищевая сода при больших количествах должна в специальные мешки с плотной многослойной поверхностью (до 50 кг). Индивидуальные упаковки для розничной торговли представляют собой твердую картонную пачку массой 1 кг.

Перевозится сода в любом закрытом транспорте, кроме самолета.

Пищевая сода – универсальное средство, применяемое в различных сферах: бытовой химии, кулинарии, медицине. Но всегда следует помнить, что «лучшее – враг хорошего», и при использовании соды необходимо четко следовать правилам применения и дозировкам.

Применяя раствор внутрь, не забудьте проконсультироваться с врачом.

Химическая формула и свойства пищевой соды —

Химическое название, формула и свойства пищевой соды

Свойства пищевой соды позволяют широко использовать ее в промышленности и домашнем хозяйстве. Формула соды — NaHCO3.

Гидрокарбонат натрия, или сода, – это белый кристаллический порошок со средним размером кристаллов 0,05 — 0,20 мм. В научно-популярной литературе и статьях о домашнем хозяйстве можно встретить такие названия соды, как пищевая сода, чайная, натрий двууглекислый, бикарбонат натрия.

Благодаря своим химическим свойствам, сода применяется в химической промышленности, в медицине, в пищевой промышленности.
Na2CO3 (натрия карбонат) — химическая формула кальцинированной соды; Na2CO3·10h3O — хозяйственная сода; NaHCO3 — пищевая сода.
Использование свойств пищевой соды в кулинарии
Пищевую соду повсеместно используют в кулинарии.
Все знают, что если залить пищевую соду кипятком, она начинает гаситься, что выражается в обильном образовании пузырьков. Это происходит реакция термического разложения.
При нагревании или смешивании с кислотой сода выделяет пары углекислого газа. Благодаря этому свойству пищевой соды можно добиться легкости и воздушности разных видов теста.
При взаимодействии уксуса и соды происходит реакция с образованием воды и углекислого газа.
Вместо столового уксуса можно взять лимонный сок, яблочный или винный уксус.
Применение пищевой соды для лечения в домашних условиях
Очень часто соду используют в домашних условиях для облегчения симптомов различных заболеваний:
слабый раствор соды в воде или молоке пьют при кашле и изжоге;
при боле в горле можно прополоскать горло теплым раствором соды;
можно мыть ноги водой с содой для размягчения кожи ног и профилактики грибка ногтей;
полоскание рта и горла водой с содой и солью способствует отбеливанию зубов и профилактике гриппа и ОРЗ в период эпидемий.
Конечно, не следует заменять содой лечение, прописанное врачом, или самостоятельно лечить содой детей. Но для взрослых людей такие процедуры безвредны и довольно эффективны.
Как используются свойства пищевой соды в домашнем хозяйстве
Неплохо проявила себя пищевая сода и как чистящее средство. Так ее можно использовать для чистки ванн, унитазов, кафеля, алюминиевых кастрюль, посуды, ковров, серебра и для стирки белья.
Пищевая сода обладает хорошими обеззараживающими и противогрибковыми свойствами. Многие хозяйки сегодня отказываются от синтетических моющих средств и предпочитают мыть посуду и стирать пищевой содой вручную или в стиральной машине.
Сода представляет собой эффективное дезинфицирующее и дезодорирующее и моющее средство. При этом она безопасна для здоровья, не вызывает аллергических реакций.
Стирать можно содой в чистом виде, можно смешивать соду с мыльной стружкой или добавлять соду к стиральному порошку.

В любом случае, пищевая сода, благодаря своим свойствам, способна:
сделать вещи более мягкими;
отбелить белое;
защитить от накипи стиральную машину;
продезинфицировать.
Содовым раствором можно стирать детские вещи и белье. Добавление пищевой соды в стиральный порошок при стирке в стиральной машинке увеличивает эффективность.
Для безопасной и качественной стирки детских вещей можно использовать натуральный детский порошок Чистаун на основе мыла и соды.
В составе порошка:
натуральное мыло;
сода;
лимонная кислота.
Химическая формула и свойства пищевой соды позволяют сделать вывод о ее безопасности и эффективности в домашнем хозяйстве.
Формула уксуса и соды. Как правильно гасить соду для получения пушистой выпечки. Можно ли гасить соду бальзамическим уксусом.
В этом замечательном опыте мы расскажем, как надуть шарик содой и уксусом. На первый взгляд звучит странно и необычно, но на самом деле все довольно просто.
Этот опыт наглядно показывает, к чему может привести простая химическая реакция.
После опыта мы расскажем почему же надувается шарик и что происходит, когда мы смешиваем соду с уксусом.
Наши химические реакции цитрусовых также имеют гораздо лучший запах, чем традиционные уксусы! Простые ингредиенты для цитрусовых химических реакций: пищевая сода, лимоны, липы, грейпфруты и апельсины. Это также отличная возможность указать различные части фруктов и изучить семена.

Простые научные уроки повсюду и могут произойти, даже не зная об этом! Обязательно используйте свое обоняние с фруктами цитрусовых, прежде чем начинать экспериментировать! Меняются ли запахи при смешивании с пищевой содой? У каких фруктов будет самая большая реакция?
Для проведения опыта нам понадобится:
Сначала насыпаем соду внутрь шарика. Для удобства мы использовали воронку, но можно насыпать соду, например, чайной ложечкой. Насыпать можно около трех четырех чайных ложек.
Для чего используется сода в выпечке
Когда кислота из цитрусовых фруктов сочетается с пищевой содой, образуется газ. Этот газ представляет собой углекислый газ, который можно увидеть и почувствовать в результате шипов и пузырей двух ингредиентов. Уксус довольно кислый и производит большую химическую реакцию, но это не единственная жидкость, которая работает. Вот почему мы решили экспериментировать с цитрусовыми химическими реакциями.

Сожмите все свои плоды в маленькие контейнеры, чтобы начать эксперимент по химическим реакциям цитрусовых. Вы можете пометить каждый, если хотите, и создать диаграмму для записи ваших наблюдений. Этот эксперимент определенно является тем, который может быть расширен для более старшего ребенка или использоваться для разных детей в возрасте. Цвета соков были достаточно хороши, чтобы мы могли вспомнить, что было. Мы все еще находимся в игровой стадии обучения, и графики не нужны.
В бутылку наливаем немного уксуса.
Далее возьмите шарик и наденьте его на горлышко бутылки. Наденьте шарик так, чтобы сода пока осталась внутри шарика и не падала в бутылку. Потом резко выпрямите шарик, чтобы сода высыпалась внутрь бутылки. Как только это произойдет, внутри бутылки начнется химическая реакция. Вы должны увидеть, как уксус начнет булькать и пениться, при этом шарик начнет надуваться.

Наша лаборатория состояла из мини-булочки с булочкой. С четырьмя цитрусовыми плодами и 12 секциями в олове мы решили дать каждому фрукту три секции. Получайте удовольствие от хими
Карбонат натрия — Википедия
Карбонат натрия

({{{картинка}}}) ({{{картинка3D}}})
({{{изображение}}})
Систематическое
наименование Карбонат натрия
Традиционные названия кальцинированная сода, углекислый натрий
Хим. формула Na₂CO₃
Молярная масса 105,99 г/моль
Плотность 2,53 г/см³
Температура
• плавления 854 °C
• разложения 1000 °C
Константа диссоциации кислоты pKa{\displaystyle pK_{a}} 10,33
Растворимость
• в воде при 20 °C 21,8 г/100 мл
Рег. номер CAS 497-19-8
PubChem 10340
Рег. номер EINECS 207-838-8
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E500(i)
RTECS VZ4050000
ChEBI 29377
ChemSpider 9916
ЛД₅₀ 4 г/кг (крысы, орально)
Пиктограммы СГС
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе
Карбона́т на́трия (кальцинированная сода) — неорганическое соединение, натриевая соль угольной кислоты с химической формулой Na₂CO₃. Бесцветные кристаллы или белый порошок, хорошо растворимый в воде. В промышленности в основном получают из хлорида натрия по методу Солвэ. Применяют при изготовлении стекла, для производства моющих средств, используют в процессе получения алюминия из бокситов и при очистке нефти.
Имеет вид бесцветных кристаллов или белого порошка. Существует в нескольких разных модификациях: α-модификация с моноклинной кристаллической решеткой образуется при температуре до 350 °C, затем, при нагреве выше этой температуры и до 479 °C осуществляется переход в β-модификацию, также имеющую моноклинную кристаллическую решетку. При увеличении температуры выше 479 °C соединение переходит γ-модификацию с гексагональной решеткой. Плавится при 854 °C, при нагреве выше 1000 °C разлагается с образованием оксида натрия и диоксида углерода^[1]^[2].
Кристаллогидраты карбоната натрия существуют в разных формах: бесцветный моноклинный Na₂CO₃·10H₂O, при 32,017 °C переходит в бесцветный ромбический Na₂CO₃·7H₂O, последний при нагревании до 35,27 °C бесцветный переходит в ромбический Na₂CO₃·H₂O. В интервале 100—120 °C моногидрат теряет воду.
Свойства карбоната натрия
Параметр Безводный карбонат натрия Декагидрат Na₂CO₃·10H₂O
Молекулярная масса 105,99 а. е. м. 286,14 а. е. м.
Температура плавления 854 °C 32 °C
Растворимость Не растворим в ацетоне, и сероуглероде, малорастворим в этаноле, хорошо растворим в глицерине и воде
Плотность ρ 2,53 г/см³ (при 20 °C) 1,446 г/см³ (при 17 °C)
Стандартная энтальпия образования ΔH −1131 кДж/моль (т) (при 297 К) −4083,5 кДж/моль ((т) (при 297 К)
Стандартная энергия Гиббса образования G −1047,5 кДж/моль (т) (при 297 К) −3242,3 кДж/моль ((т) (при 297 К)
Стандартная энтропия образования S 136,4 Дж/моль·K (т) (при 297 К)
Стандартная мольная теплоёмкость C_p 109,2 Дж/моль·K (жг) (при 297 К)
Растворимость карбоната натрия в воде
Температура, °C 0 10 20 25 30 40 50 60 80 100 120 140
Растворимость, г Na₂CO₃ на 100 г H₂O 7 12,2 21,8 29,4 39,7 48,8 47,3 46,4 45,1 44,7 42,7 39,3
В водном растворе карбонат натрия гидролизуется, что обеспечивает щелочную реакцию среды. Уравнение гидролиза (в ионной форме):
CO32−+h3O⇄HCO3−+OH−{\displaystyle {\mathsf {CO_{3}^{2-}+H_{2}O\rightleftarrows HCO_{3}^{-}+OH^{-}}}}
Первая константа диссоциации угольной кислоты равна 4,5⋅10⁻⁷. Все кислоты, более сильные, чем угольная, вытесняют её в реакции с карбонатом натрия. Так как угольная кислота крайне нестойкая, она тут же разлагается на воду и углекислый газ:
Na2CO3+h3SO4→Na2SO4+h3O+CO2↑{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}}
В природе сода встречается в золе некоторых морских водорослей, а также в виде минералов:
Современные содовые озёра известны в Забайкалье и в Западной Сибири; большой известностью пользуется озеро Натрон в Танзании и озеро Сирлс в Калифорнии^[3]^{[неавторитетный источник?]}. Трона, имеющая промышленное значение, открыта в 1938 в составе эоценовой толщи Грин-Ривер (Вайоминг, США). Вместе с троной в этой осадочной толще обнаружено много ранее считавшихся редкими минералов, в том числе давсонит, который рассматривается как сырьё для получения соды и глинозёма. В США природная сода удовлетворяет более 40 % потребности страны в этом полезном ископаемом.
До начала XIX века карбонат натрия получали преимущественно из золы некоторых морских водорослей, прибрежных и солончаковых растений путём перекристаллизации относительно малорастворимого NaHCO₃ из щёлока.
Способ Леблана[править | править код]
В 1791 году французский химик Никола Леблан получил патент на «Способ превращения глауберовой соли в соду». По этому способу при температуре около 1000 °C запекается смесь сульфата натрия («глауберовой соли»), мела или известняка (карбоната кальция) и древесного угля. Уголь восстанавливает сульфат натрия до сульфида:
Na2SO4+2C→Na2S+2CO2{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SO_{4}+2C\rightarrow Na_{2}S+2CO_{2}}}}
Сульфид натрия реагирует с карбонатом кальция:
Na2S+CaCO3→Na2CO3+CaS{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}S+CaCO_{3}\rightarrow Na_{2}CO_{3}+CaS}}}
Полученный расплав обрабатывают водой, при этом карбонат натрия переходит в раствор, сульфид кальция отфильтровывают, затем раствор карбоната натрия упаривают. Сырую соду очищают перекристаллизацией. Процесс Леблана даёт соду в виде кристаллогидрата (см. выше), поэтому полученную соду обезвоживают кальцинированием.
Сульфат натрия получали обработкой каменной соли (хлорида натрия) серной кислотой:
2NaCl+h3SO4→Na2SO4+2HCl{\displaystyle {\mathsf {2NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2HCl}}}
Выделявшийся в ходе реакции хлороводород улавливали водой с получением соляной кислоты.
Первый содовый завод такого типа в России был основан промышленником М. Прангом и появился в Барнауле в 1864 году.
После появления более экономичного (не остаётся в больших количествах побочный сульфид кальция) и технологичного способа Сольве, заводы, работающие по способу Леблана, стали закрываться. К 1900 году 90 % предприятий производили соду по методу Сольве, а последние фабрики, работающие по методу Леблана, закрылись в начале 1920-х.
Промышленный аммиачный способ (способ Сольве)[править | править код]
${\mathsf {2NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2HCl}}$ Карбонат натрия
В 1861 году бельгийский инженер-химик Эрнест Сольве запатентовал метод производства соды, который используется и по сей день.
В насыщенный раствор хлорида натрия пропускают эквимолярные количества газообразных аммиака и диоксида углерода, то есть как бы вводят гидрокарбонат аммония NH₄HCO₃:
Nh4+CO2+h3O+NaCl→NaHCO3+Nh5Cl{\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+CO_{2}+H_{2}O+NaCl\rightarrow NaHCO_{3}+NH_{4}Cl}}}
Выпавший остаток малорастворимого (9,6 г на 100 г воды при 20 °C) гидрокарбоната натрия отфильтровывают и кальцинируют (обезвоживают) нагреванием до 140—160 °C, при этом он переходит в карбонат натрия:
2NaHCO3→otNa2CO3+h3O+CO2↑{\displaystyle {\mathsf {2NaHCO_{3}{\xrightarrow[{}]{^{o}t}}Na_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow }}}
Образовавшийся CO₂ возвращают в производственный цикл. Хлорид аммония NH₄Cl обрабатывают гидроксидом кальция Ca(OH)₂:
2Nh5Cl+Ca(OH)2→CaCl2+2Nh4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {2NH_{4}Cl+Ca(OH)_{2}\rightarrow CaCl_{2}+2NH_{3}+2H_{2}O}}}
Полученный NH₃ также возвращают в производственный цикл.
Таким образом, единственным отходом производства является хлорид кальция.
Первый содовый завод такого типа в мире был открыт в 1863 в Бельгии; первый завод такого типа в России был основан в районе уральского города Березники фирмой «Любимов, Сольве и Ко» в 1883 году. Его производительность составляла 20 тысяч тонн соды в год. В 2010 году ФАС России отказала фирме Solvay в покупке этого завода, разрешив покупку группе Башкирская химия (ей также принадлежит завод Сода).^{[источник не указан 2901 день]}
До сих пор этот способ остаётся основным способом получения соды во всех странах.
Способ Хоу[править | править код]
Разработан китайским химиком Хоу (Hou Debang) в 1930-х годах. Отличается от процесса Сольве тем, что не использует гидроксид кальция.
По способу Хоу в раствор хлорида натрия при температуре 40 градусов подается диоксид углерода и аммиак. Менее растворимый гидрокарбонат натрия в ходе реакции выпадает в осадок (как и в методе Сольве). Затем раствор охлаждают до 10 градусов. При этом выпадает в осадок хлорид аммония, а раствор используют повторно для производства следующих порций соды.
Сравнение способов[править | править код]
По методу Хоу в качестве побочного продукта образуется NH₄Cl вместо CaCl₂ по методу Сольве.
Способ Сольве был разработан до появления процесса Габера, в то время аммиак был в дефиците, поэтому регенерировать его из NH₄Cl было необходимо. Метод Хоу появился позже, необходимость регенерации аммиака уже не стояла так остро, соответственно, аммиак можно было не извлекать, а использовать его как азотное удобрение в виде соединения NH₄Cl.
Тем не менее NH₄Cl содержит хлор, избыток которого вреден для многих растений, поэтому использование NH₄Cl в качестве удобрения ограничено. В свою очередь рис хорошо переносит избыток хлора, и в Китае, где применяется NH₄Cl для рисоводства, метод Хоу, дающий NH₄Cl в качестве побочного продукта, более широко представлен по сравнению с другими регионами.
В настоящее время в ряде стран практически весь искусственно производящийся карбонат натрия вырабатывается по методу Сольве (включая метод Хоу как модификацию), а именно в Европе 94 % искусственно производимой соды, во всем мире — 84 % (2000 год)^[4].
Карбонат натрия используют в стекольном производстве; мыловарении и производстве стиральных и чистящих порошков; эмалей, для получения ультрамарина. Также он применяется для смягчения воды паровых котлов и вообще уменьшения жёсткости воды, для обезжиривания металлов и десульфатизации доменного чугуна. Карбонат натрия — исходный продукт для получения NaOH, Na₂B₄O₇, Na₂HPO₄. Может использоваться в сигаретных фильтрах^[5].
В пищевой промышленности карбонаты натрия зарегистрированы в качестве пищевой добавки E500, — регулятора кислотности, разрыхлителя, препятствующего комкованию и слёживанию. Карбонат натрия (кальцинированная сода, Na₂CO₃) имеет код 500i, гидрокарбонат натрия (пищевая сода, NaHCO₃) — 500ii, их смесь — 500iii.
Одна из новейших технологий повышения нефтеотдачи пластов — АСП заводнение, в котором применяется сода в сочетании с ПАВ для снижения межфазного натяжения между водой и нефтью.
В фотографии используется в составе проявителей как ускоряющее средство^[6].
Самостоятельно добавляется в моторное масло для предотвращения полимеризации. Концентрация 2 г на 1 л масла.^{[источник не указан 108 дней]}
Предельно допустимая концентрация аэрозоли кальцинированной соды в воздухе производственных помещений — 2 мг/м³^[1]. Кальцинированная сода относится к веществам 3-го класса опасности. Аэрозоль кальцинированной соды при попадании на влажную кожу и слизистые оболочки глаз и носа может вызвать раздражение, а при длительном воздействии ее — дерматит.
Сода — общее название технических натриевых солей угольной кислоты.
Na₂CO₃ (карбонат натрия) — кальцинированная сода, бельевая сода
Na₂CO₃·10H₂O (декагидрат карбоната натрия, содержит 62,5 % кристаллизационной воды) — стиральная сода; иногда выпускается в виде Na₂CO₃·H₂O или Na₂CO₃·7H₂O
NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия) — пищевая сода, натрий двууглекислый, бикарбонат натрия
«Сода» в европейских языках происходит, вероятно, от арабского «suwwad» — общего названия различных видов солянок, растений, из золы которых её добывали в средние века; существуют и другие версии^[7]. Кальцинированная сода (карбонат натрия) называется так потому, что для получения её из бикарбоната последний «кальцинируют» (лат. calcinatio, от calx, по сходству с процессом обжига извести), то есть прокаливают.
Готовимся к Новому году (часть 1)
Сегодня – наш первый эксперимент из “новогодней” серии для детей: надуваем воздушные шарики для украшения комнаты. Выполнять это будем с помощью химической реакции соды с уксусом. Выделяющийся в ходе реакции углекислый газ и приводит к надуванию воздушного шара.
Данный эксперимент традиционно фигурирует на многих сайтах как опыт, который можно легко выполнять с детьми. Примерный алгоритм его выполнения звучит так:
— налейте в пластиковую бутылку раствор соды
— влейте уксус
— быстро (!!) натяните на горлышко бутылки воздушный шарик
— наблюдайте за процессом надувания
Между тем, раньше мы уже выполняли подобное (см. статью ”Химический вулкан” ) и убедились, что данная реакция приводит к бурному образованию пены. Как в таких условиях быстро натянуть на горлышко воздушный шарик (когда оттуда активно лезет пена) – непонятно… Кроме того, пока мы в суете надежно зафиксируем шарик, часть газа уже безнадежно потеряется.
Чтобы решить данные проблемы, поступим следующим образом: раствор уксуса нальем в бутылку. Часть соды засыпем в сам воздушный шарик. Еще часть соды завернем в бумагу, так что получится своеобразный “пистон”. Диаметр этого “пистона” должен быть чуть меньше диаметра горлышка бутылки – чтобы плотно проходил внутрь. Бумага позволяет растянуть химическую реакцию соды с уксусом во времени, так что не будет происходить бурного образования пены. Наконец, когда с уксусом прореагирует вся сода из “пистона”, будем вытряхивать соду из самого шарика. Таким образом, мы сможем аккуратно провести эксперимент, не потеряв ни грамма углекислого газа. Более подробно все эти нюансы смотрите на видеозаписи.
И немного формул напоследок:
реакция взаимодействия:
Na₂CO₃ + 2 CH₃COOH = 2 CH₃COONa + H₂CO₃
угольная кислота разлагается на CO₂ и H₂O.
Итого, из 2 молей уксуса получается 1 моль углекислого газа.
Молярная масса уксуса – 60 г/моль.
У нас было примерно 120 г 9%-ного раствора, т.е. это 11 г или 0.18 моля уксуса.
Из него получается 0.09 моля углекислого газа или 2 литра.
Прямое измерение: диаметр шарика – 15 см, объем такой сферы – 1400 см³ или 1.4 литра.
Учитывая “пальцевость” наших расчетов, видим, что цифра довольно близкая.
Домашнее задание:
как вариант, в реакции вместо уксуса можно использовать лимонный сок. Будет ли эффективнее? (с точки зрения получившегося объема CO₂)
формула, состав, применение :: SYL.ru
Пищевая, или питьевая сода, — широко известное в медицине, кулинарии и бытовом потреблении соединение. Это кислая соль, молекула которой образована положительно заряженными ионами натрия и водорода, анионом кислотного остатка угольной кислоты. Химическое название соды — бикарбонат или гидрокарбонат натрия. Формула соединения по системе Хилла: CHNaO₃ (брутто-формула).
Отличие кислой соли от средней
Угольная кислота образуют две группы солей — карбонаты (средние) и гидрокарбонаты (кислые). Тривиальное название карбонатов — соды — появилось еще в древности. Следует различать среднюю и кислую соли по названиям, формулам и свойствам.
Na₂CO₃— карбонат натрия, динатриевая соль угольной кислоты, кальцинированная стиральная сода. Служит сырьем для получения стекла, бумаги, мыла, используется как моющее средство.
NaHCO₃ — натрия гидрокарбонат. Состав подсказывает, что вещество является мононатриевой солью угольной кислоты. Это соединение отличается наличием двух разных положительных ионов — Na⁺ и Н⁺. Внешне кристаллические белые вещества похожи, их трудно отличить друг от друга.
Вещество NaHCO₃ считается питьевой содой не потому, что употребляется внутрь для утоления жажды. Хотя с помощью этого вещества можно приготовить шипучий напиток. Раствор этого гидрокарбоната принимают внутрь при повышенной кислотности желудочного сока. При этом происходит нейтрализация избытка протонов Н⁺, которые раздражают стенки желудка, вызывают боль и жжение.
Физические свойства пищевой соды
Бикарбонат — это белые моноклинные кристаллы. В составе этого соединения присутствуют атомы натрия (Na), водорода (Н), углерода (С) и кислорода. Плотность вещества составляет 2,16 г/см3. Температура плавления — 50–60 °С. Натрия гидрокарбонат — порошок молочно-белого цвета — твердое мелкокристаллическое соединение, растворимое в воде. Питьевая сода не горит, а при нагревании свыше 70 °С разлагается на карбонат натрия, углекислый газ и воду. В производственных условиях чаще применяется гранулированный бикарбонат.
Безопасность пищевой соды для человека
Соединение не обладает запахом, его вкус — горько-соленый. Однако не рекомендуется нюхать и пробовать вещество на вкус. Вдыхание гидрокарбоната натрия может вызвать чихание и кашель. Одно из применений основано на способности пищевой соды нейтрализовать пахнущие вещества. Порошком можно обработать спортивную обувь, чтобы избавиться от неприятного запаха.
Питьевая сода (гидрокарбонат натрия) — безвредное вещество при контакте с кожей, но в твердом виде может вызвать раздражение слизистой оболочки глаз и пищевода. В низких концентрациях раствор не токсичен, его можно принимать внутрь.
Гидрокарбонат натрия: формула соединения
Брутто-формула CHNaO₃редко встречается в уравнениях химических реакций. Дело в том, что она не отображает связь между частицами, которые образуют гидрокарбонат натрия. Формула, обычно используемая для характеристики физических и химических свойств вещества, — NaHCO₃. Взаимное расположение атомов отражает шаро-стержневая модель молекулы:
Если узнать из периодической системы значения атомных масс натрия, кислорода, углерода и водорода. то можно подсчитать молярную массу вещества гидрокарбонат натрия (формула NaHCO₃):
Ar(Na) — 23;
Ar(O) — 16;
Ar(C) — 12;
Ar(H) — 1;
М (CHNaO₃) = 84 г/моль.
Строение вещества
Гидрокарбонат натрия — ионное соединение. В состав кристаллической решетки входит катион натрия Na⁺, замещающий в угольной кислоте один атом водорода. Состав и заряд аниона — НСО₃^–. При растворении происходит частичная диссоциация на ионы, которые образуют гидрокарбонат натрия. Формула, отражающая структурные особенности, выглядит так:
Растворимость питьевой соды в воде
В 100 г воды растворяется 7,8 г гидрокарбоната натрия. Вещество подвергается гидролизу:
NaHCO₃ = Na⁺ + НСО₃^–;
Н₂О ↔ Н⁺ + ОН^–;
НСО₃^– + Н⁺ = Н₂О + СО₂↑.
При суммировании уравнений выясняется, что в растворе накапливают гидроксид-ионы (слабощелочная реакция). Жидкость окрашивает фенолфталеин в розовый цвет. Окраска универсальных индикаторов в виде бумажных полосок в растворе соды меняется с желто-оранжевой на серую или синюю.
Реакция обмена с другими солями
Водный раствор гидрокарбоната натрия вступает в реакции ионного обмена с другими солями при условии, что одно из вновь получившихся веществ — нерастворимое; либо образуется газ, который удаляется из сферы реакции. При взаимодействии с хлоридом кальция, как показано на схеме ниже по тексту, получается и белый осадок сарбоната кальция, и углекислый газ. В растворе остаются ионы натрия и хлора. Молекулярное уравнение реакции:
Взаимодействие питьевой соды с кислотами
Гидрокарбонат натрия взаимодействует с кислотами. Реакция ионного обмена сопровождается образованием соли и слабой угольной кислоты. В момент получения она разлагается на воду и углекислый газ (улетучивается).
Стенки желудка человека вырабатывают соляную кислоту, существующую в виде ионов
Н⁺ и Cl^–. Если принимать внутрь натрия гидрокарбонат, реакции происходят в растворе желудочного сока с участием ионов:
NaHCO₃ = Na⁺ + НСО₃^–;
HCl = Н⁺ + Cl^–;
Н₂О ↔ Н+ + ОН^–;
НСО₃^– + Н⁺ = Н₂О + СО₂↑.
Врачи не рекомендуют постоянно использовать при повышенной кислотности желудка гидрокарбонат натрия. Инструкция к препаратам перечисляет различные побочные действия ежедневного и длительного приема питьевой соды:
повышение давления крови;
отрыжка, тошнота и рвота;
тревожность, плохой сон;
снижение аппетита;
боли в животе.
Получение пищевой соды
В лаборатории бикарбонат натрия можно получить из кальцинированной соды. Такой же метод применялся раньше в химическом производстве. Современный промышленный способ основан на взаимодействии аммиака с углекислым газом и слабой растворимости питьевой соды в холодной воде. Через раствор хлорида натрия пропускают аммиак и диоксид углерода (углекислый газ). Образуются хлорид аммония и раствор гидрокарбоната натрия. При охлаждении растворимость питьевой соды понижается, тогда вещество легко отделяется с помощью фильтрования.
Где используется гидрокарбонат натрия? Применение пищевой соды в медицине
Многим известно, что атомы металлического натрия энергично взаимодействуют с водой, даже ее парами в воздухе. Реакция начинается активно и сопровождается выделением большого количества теплоты (горением). В отличие от атомов, ионы натрия — стабильные частицы, не наносящие вреда живому организму. Наоборот, они принимают активное участие в регуляции его функций.
Как используется неядовитое для человека и полезное во многих отношениях вещество — гидрокарбонат натрия? Применение основано на физических и химических свойствах питьевой соды. Важнейшие направления — бытовое потребление, пищевая промышленность, здравоохранение, народная медицина, получение напитков.
Среди основных свойств бикарбоната натрия — нейтрализация повышенной кислотности желудочного сока, кратковременное устранение болевого синдрома при гиперацидности желудочного сока, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки. Антисептическое действие раствора питьевой соды применяется при лечении боли в горле, кашля, интоксикации, морской болезни. Промывают им полости рта и носа, слизистые оболочки глаз.
Широко используются разные лекарственные формы бикарбоната натрия, например порошки, которые растворяют и применяют для инфузий. Назначают растворы для приема пациентами внутрь, промывают ожоги кислотами. Для изготовления таблеток и ректальных суппозиториев также используется гидрокарбонат натрия. Инструкция к препаратам содержит подробное описание фармакологического действия, показаний. Список противопоказаний очень короткий — индивидуальная непереносимость вещества.
Использование пищевой соды в быту
Гидрокарбонат натрия — это «скорая помощь» при изжоге и отравлении. С помощью питьевой соды в домашних условиях отбеливают зубы, уменьшают воспаление при угревой болезни, протирают кожу для удаления избытка жирного секрета. Бикарбонат натрия смягчает воду, помогает очистить загрязнения с разных поверхностей.
При ручной стирке вещей из шерстяного трикотажа можно добавить в воду питьевую соду. Это вещество освежает цвет ткани и удаляет запах пота. Нередко при глажении изделий из шелка появляются желтые подпалины от утюга. В таком случае поможет кашица из питьевой соды и воды. Вещества надо как можно быстрее смешать и нанести на пятно. Когда кашица подсохнет, ее следует почистить щеткой, а изделие прополоскать в холодной воде.
В реакции с уксусной кислотой получается ацетат натрия и бурно выделяется углекислый газ, вспенивающий всю массу: NaHCO₃ + СН₃СООН = Na⁺ + СН₃СОО^– + Н₂О + СО₂↑. Этот процесс идет всякий раз, когда при изготовлении шипучих напитков и кондитерских изделий питьевую соду «гасят» уксусом.
Вкус выпечки будет нежнее, если использовать не магазинный синтетический уксус, а сок лимона. На крайний случай можно заменить его смесью 1/2 ч. л. порошка лимонной кислоты и 1 ст. л. воды. Питьевая сода с кислотой добавляется в тесто в числе последних ингредиентов, чтобы можно было сразу ставить выпечку в духовку. Кроме бикарбоната натрия, иногда в качестве разрыхлителя используется гидрокарбонат аммония.