Нейтрализация_лимонной_кислоты_содой

Нейтрализация_лимонной_кислоты_содой

H2SO4 – вещество, способное растворяться в воде и выделять при этом большое количество тепла. Его 100-процентная концентрация при температуре больше +10 С затвердевает и становится кристаллической массой. Раствор используют в фармакологии и медицине, для диагностики желудочных заболеваний.

Но при всех её удивительных способностях, серная кислота способна нанести немалый урон или причинить ожог. Как распространённая сода способна помочь в нейтрализации?

О серной кислоте побольше

Данное вещество — это результат взаимодействия воды с серой. Два атома водорода и кислотный остаток составляют его формулу. Интересно, что способность растворяться в воде без нейтрализации давно используется в промышленности, когда нужно осушить газ.

Кислота забирает на себя воду, оставляя газ нетронутым (за исключением случаев, когда с ним реагирует). При соприкосновении с углеводами тоже происходит необычное – раствор их обугливает. Это объясняется химически: происходит реакция, где углевод отдаёт водород и кислород, а остаётся уголь.

Как кислота, раствор H2SO4 реагирует с метиловым оранжевым, перекрашивая его в красный. Она способна окислять практически все металлы, кроме:

Реакция нейтрализации

Сама реакция представляет собой взаимодействие основания и кислоты. Обязательным условием является образование воды и кислотной соли. Чем менее сильная кислота, тем больше воды выделяется.

Нейтрализацию часто используют в лабораториях, чтобы выяснить объём жидкости, нужный для реакции. То есть, если известна концентрация раствора, необходимо провести реакцию, постепенно добавляя второй компонент.

Предельное количество добавляемого компонента, при котором будет проходить реакция используют для проведения расчётов.

Действует такая формула: кислоту нейтрализуют щёлочью и наоборот. Ионное уравнение часто будет выглядеть подобным образом:

Каждая реакция нейтрализации может быть обратимой или необратимой в зависимости от компонентов – распадаются ли они при реакции. Необратимым считается взаимодействие сильных кислот и оснований, но остальные сочетания веществ будут распадаться.

Сода – слабая щёлочь, а это обуславливает обратимость реакции независимо от того, насколько концентрированной будет H2SO4. Когда же возникает необходимость нейтрализовать это агрессивное вещество?

Зачем необходимо нейтрализовать

Полезное вещество добавляют в лекарства, краски, удобрения, взрывчатку – и это ещё не весь список. Но, соприкасаясь с H2SO4, человек может получить ожоги, случайно выпить её или облить на себя. Также необходимость нейтрализовать возникает после проведения опыта с использованием данного компонента. Способов это сделать несколько:

  1. С помощью металлов, таких как цинк, медь.
  2. Оксидами металлов.
  3. Щёлочь, гидроксид натрия и сода как наиболее яркий пример.
  4. Гидроксидом аммиака.

Если на кожу попала кислота, её промывают под проточной водой и нейтрализуют опасное вещество, прикладывая повязку, промоченную 2% раствором соды. Необходимость использования вышеперечисленных веществ возникает не только при экстренных ситуациях: H2SO4 быстро испаряется, так что в воздухе оказывается 300 мг на 1м 2 . А потому отработанный материал оставлять крайне опасно.

Взаимодействие соды и серной кислоты

Сода – слабая щёлочь, которая используется для гашения лимонной кислоты, уксусной и серной, в том числе. NaHCO3 вступает в гомогенную реакцию с ними, обмениваясь атомами. Вот как выглядит уравнение для концентрированной серной кислоты:

Происходит вот что: формируется кислотный остаток, выделяется углекислый газ и вода. Оксид водорода появляется из-за взаимодействия карбонат ионов соли и водорода. Оба вида ионов образуются в процессе диссоциации кислоты. Разбавленная H2SO4 требует меньшего количества соды:

Что образуется при взаимодействии

Кислотный остаток уже не так опасен, как исходный компонент. Интересно, что именно реакции с выделением углекислого газа сода обязана добавлением её в хлеб – углекислый газ, выделяющийся из-за взаимодействия с молочной кислотой, поднимает тесто и делает в нём пузырьки.

Примерно также происходит реакция нейтрализации: основание вступает в реакцию с H2SO4 и выделяется углекислый газ. Поэтому, чтобы этот химический опыт не превратился в плачевный жизненный, следует проводить его в проветриваемом помещении.

К вопросу о том, сколько соды необходимо для нейтрализации H2SO4. Если взять 1 часть кислоты, пригодится 1 часть щёлочи для реакции с ней, то есть соотношение будет 1:1. Но концентрированная кислота требует больше соды, здесь соотношение увеличится до 1:2. Раствор соды необходим 3%.

Кроме того, если необходимо оказать помощь при ожоге кислотой, то готовится раствор соды в очень приблизительном количестве: 1 чайная ложка щёлочи и на 2,5 стакана воды. Насколько эффективна реакция? В этом помогут разобраться отзывы тех, кто с ней часто сталкивается.

Отзывы

Автолюбители прекрасно знают, что электролит в аккумуляторе содержит 30-35% серной кислоты (если плотность 1,26). Чтобы его утилизировать они используют именно пищевую соду. На всю жидкость уходит 1,5 пачки соды. Положительным отзывом этот способ нейтрализации обязан стоимости соды и её доступности – щелочь легко можно приобрести в продуктовом магазине.

На форумах можно найти другой способ нейтрализации, с помощью силиката натрия. Он имеет право на существование, но сода в этом случае имеет бесспорное преимущество: в результате реакции с силикатом натрия выпадает осадком кремневая кислота, которую, увы, очень сложно вымыть. Результат реакции с содой – появляется карбонат ионов соли, безопасный и легко смываемый, что обуславливает большое количество положительных отзывов.

Читайте также:  Мини_бульдозер_своими_руками

Очень интересный вопрос был обнаружен на одном из форумов. Он касался выпечки: в ней есть сода, которая теоретически может реагировать с желудочным соком (H2SO4). В результате должна образоваться в желудке соль, а вся проблема в том, что человек сидел на бессолевой диете. Пользователи успокоили волнующегося, что для реакции нейтрализации необходимо большое количество соды, а в выпечке она измеряется маленькими ложками.

Среди отзывов можно найти немало полезных советов: сыпать щёлочь лучше понемногу, чтобы пена не выходила из узкой пробирки струёй, перед утилизацией раствора разводить его дополнительно водой и проводить реакцию в проветриваемом помещении. Таким образом опасная H2SO4 не причинит вреда, если её правильно утилизировать содой.

Содержание:

Сода — один из самых популярных продуктов, используемых нами повсеместно. Это щелочное образование знакомо всем как минимум со школьной скамьи: в учебниках химии его называют гидрокарбонат натрия. Он представляет собой белый кристаллический порошок без запаха и с горьковатым вкусом. Он обладает высокой гигроскопичностью, т.е. впитывает водяные пары из воздуха. Поэтому чтобы сода не слеживалась, хранить ее нужно в плотно закупоренных тарах.

Как получают соду?

Существует несколько промышленных способов ее синтезировать:

  • разработка минералов с содержанием соды (от натрона до термонатрита, месторождения которых находятся в США, Латинской Америке, Канаде и Африке);
  • плавление сульфата натрия, мела (карбоната кальция) и древесного угля с последующим выпариванием кристаллической соды;
  • пропускание через отфильтрованную воду аммиака и углекислого газа с добавлением поваренной соли, где сода является промежуточным продуктом (ввиду сложности метод был усовершенствован и в несколько измененном варианте широко применяется сейчас как наименее энергозатратный).

Есть также бытовой способ получения небольшого количества технической соды: добавить в раствор пищевого гидрокарбоната натрия известковый или меловой порошок.

Где применяют соду?

Сфера применения гидрокарбоната натрия чрезвычайно широка:

  • в химической отрасли — при производстве пенопластов, краски, продуктов бытовой химии, топлива (разумеется, речь идет об обработанной особым способом технической соде);
  • в легкой промышленности — для получения обувной резины, искусственной кожи, при дублении, при создании одежды из шелковых и хлопчатобумажных тканей;
  • в медицине — в качестве вещества, нейтрализующего кожные ожоги и снижающего кислотность желудочного сока при изжоге;
  • в быту — при очистке загрязненных поверхностей;
  • в пищевой промышленности — как разрыхлитель при приготовлении теста (она официально зарегистрирована в качестве пищевой добавки).

Сода в кулинарии

В этом тексте речь пойдет о той соде, которую можно употреблять в пищу. Пожалуй, трудно найти средство для разрыхления теста более универсальное, чем сода: начиная с двадцатого столетия, все существующие готовые средства все равно разрабатываются на ее основе. Для чего конкретно нужен разрыхлитель?

Без него выпечка не будет получаться вкусной, нежной и рассыпчатой, блинчики, оладьи и панкейки не будут пышными, пористыми и ажурными. Этот эффект обеспечивает добавленная в тесто сода. Однако если включить ее в состав в виде порошка, то эффект будет минимальным, а выпечка может приобрести неприятный горький привкус и стать твердой и клейкой. Чтобы этого не произошло, соду необходимо погасить. Гашение соды достигается ее реакцией с кислотой и выделением характерной пеной, пузырьками, которые и придают тесту пористую структуру.

Уксус и сода

Наиболее популярный способ гашения — добавить в нее уксус. Для этого подойдет разведенная уксусная эссенция или обычный столовый уксус — яблочный или винный. Бальзамический вариант хорош при изготовлении соусов для мясных, рыбных блюд, салатов и маринадов, однако для выпечки кулинары его использовать не рекомендуют, поскольку он существенно меняет вкус еды.

Главное же правило для соды состоит в том, чтобы гасить ее уже непосредственно в самом тесте, смешав муку с содой согласно рецепту. Кислую жидкость следует смешать с водой и только потом соединить их вместе. Если же в рецепте не указаны пропорции, следует смешать соду и уксус в соотношении 2 к 1. Существуют и другие способы. Чем погасить соду, кроме уксуса?

Лимон

Если под рукой не оказалось уксуса, можно погасить соду лимонной кислотой, которая входит в состав известной кулинарной добавки-разрыхлителя. Тем не менее, ее легко приготовить самостоятельно. Для этого понадобится следующая цепочка действий:

  • сухой порошок кислоты (12 граммов) растворить в трети стакана чистой воды;
  • смешать соду с водой (в отдельной посуде);
  • залить обе смеси в тесто, перемешать и тотчас приступать к выпеканию.

В отсутствии порошка допустимо погасить соду обычным лимонным соком, выдавив его в какую-либо емкость. Нужно смешать одну чайную ложку соды девятью ложками жидкости (при условии, что стакан муки один).

Читайте также:  Камин_это_мебель_или_нет

Кисломолочные продукты

Еще один действенный способ — присмотреться к тому, что есть в холодильнике. Зачастую там найдется кефир или сметана, в которых есть молочная кислота, необходимая для процесса гашения. Считается, что она дает один из самых впечатляющих эффектов для получения воздушной рассыпчатой выпечки. Для этого подойдут даже испортившееся и непригодное для питья молоко, простокваша, сыворотка, айран, тан или йогурт без ароматизаторов. Какова последовательность действий?

  • нагреть нужное количество жидкости (по рецепту);
  • максимально быстро добавить туда соду;
  • тщательно перемешать до образования пены;
  • вылить смесь в тесто и начать выпекание.

Кипяток

Также можно воспользоваться не самым очевидным решением, погасив соду кипятком, если в распоряжении не оказалось ничего из вышеперечисленного. Этот совет будет актуален и для людей, страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта, при которых кислотосодержащие продукты не рекомендованы, или имеющих непереносимость молочных продуктов. Для правильного гашения кипятком нужно:

  • вскипятить воду — она обязательно должна быть очищенной или взятой из бутылки;
  • в отдельной посуде соединить муку и соду, размешав до однородного состояния;
  • залить смесь крутым кипятком;
  • аккуратно перемешать и перейти к выпеканию по рецепту.

Дополнительные советы по качественному разрыхлению теста

Тонкости приготовления аппетитной выпечки не исчерпываются использованием гашеной соды. Кроме того, не все компоненты могут оказаться под рукой в нужное время. Тогда на помощь придут эти хитрости:

  • в состав максимально приближенного к магазинному разрыхлителя входит щепотка крахмала. Он выполняет функцию загустителя и запускает реакцию расщепления, отчего тесто становится более нежным. По мнению многих хозяек, гашеная смесь соды и крахмала ничуть не уступает покупным смесям и, к тому же, более экономична;
  • дрожжи (т.е. одноклеточные грибы, обитающие в жидких субстратах) могут заменить соду. В их состав входят белки, жиры, углеводы и полезные неорганические соединения: зачастую это кальций, цинк, фосфор и йод. В магазинах представлены дрожжи на любой вкус — прессованные, пивные, сухие, быстрорастворимые, пекарские. Последние отличаются длительным хранением и обычно применяются для приготовления оладьев, пирогов и хлеба. Важно при этом понимать, что без необходимости дрожжи использовать не стоит, и они всегда указываются в рецепте;
  • сливочное масло или маргарин могут выступить альтернативой разрыхлителю. Некоторые хозяйки, кладущие в тесто масло, и вовсе отказываются от разрыхлителя, однако информации о таком способе и его эффективности не очень много;
  • еще один «заменный» вариант для соды — алкоголь. Будучи смешанным с мукой, он ограничивает выработку глютена в пшеничной муке, уменьшая клейкость, и делает тесто более хрустящим и тающим на вкус (это касается песочного, бисквитного теста, где большое количество глютена нежелательно). Обычно добавляют одну ложку жидкости на один килограмм теста;
  • минеральная вода отлично разрыхляет сдобное и заварное тесто (впрочем, и любое другое, где нужна вода). Сильногазированная бутилированная вода именно за счет своих пузырьков выступает идеальным компонентом будущей выпечки, делая ее рассыпчатой, нежной и пористой;
  • куриные яйца спасут тесто, если в вашем арсенале нет соды. Для этого важно отделить желтки от белков и сбить последние в крепкую воздушную пену, влив ее в тесто осторожными движениями снизу вверх, чтобы не разрушать пузырьки. После этого тесто сразу нужно выпекать.

Таким образом, существует целый набор полезных рекомендаций для того, чтобы булочки, пирожки, блинчики, бисквиты, крендельки и круассаны получились ровно такими, какими вы хотите.

Дата публикации: 23.03.2018 2018-03-23

Статья просмотрена: 20007 раз

Библиографическое описание:

Кужель, И. В. Химические опыты с пищевой содой и лимонной кислотой в домашних условиях / И. В. Кужель, А. М. Кириллов. — Текст : непосредственный, электронный // Юный ученый. — 2018. — № 2 (16). — С. 97-101. — URL: https://moluch.ru/young/archive/16/1194/ (дата обращения: 09.04.2020).

В данной работе рассмотрен опыт по химическому взаимодействию лимонной кислоты и гидрокарбоната натрия (пищевой соды). Для проведения опыта использовался набор «Бурлящая лава» из серии «Основы естествознания» (производство ООО «Каррас», Россия). Однако всё необходимое оборудование и препараты можно купить в обычном магазине. Подобного рода «домашние опыты» могут стимулировать интерес детей к науке и овладению новыми знаниями.

Ключевые слова: химия, пищевая сода, гидрокарбонат натрия, лимонная кислота, угольная кислота, цитрат натрия, Е331

Пищевая сода (питьевая сода, сода двууглекислая, гидрокарбонат натрия, бикарбонат натрия, натрий двууглекислый) — это вещество, которое присутствует на кухне практически у любой хозяйки. Применяется в кулинарии, как моющее и чистящее средство. Может использоваться как средство от изжоги, так как снижает кислотность желудочного сока. Другими словами, это доступное, недорогое и относительно безопасное вещество. Однако с помощью «обыкновенной» соды можно проводить несложные, но наглядные и безопасные химические опыты. Такие опыты могут стать первыми шагами ребенка в науку.

Читайте также:  Ту_2254_001_53938077_2009_пенополиуретан_эластичный

В данной работе был произведен опыт по взаимодействию гидрокарбоната натрия и лимонной кислоты. Приведены условия взаимодействия, определены продукты реакции. Рассмотрены области применения реакции и ее продуктов в пищевой промышленности.

МЕТОДЫ

Оборудование и материалы: банка с растительным маслом; лимонная кислота (химическая формула — С6Н8О7); гидрокарбонат натрия (химическая формула — NaHCO3), стаканчик; вода; краситель (набор «Бурлящая лава» от ООО «Каррас» [1].

Алгоритм проведения опыта:

  1. В стаканчике смешиваются порошки лимонной кислоты и гидрокарбоната натрия (рис. 1). В порошкообразной форме они не взаимодействуют друг с другом
  2. Смесь высыпается в банку с растительным маслом (рис. 2). В масле гидрокарбонат натрия и лимонная кислота не реагируют друг с другом, так как они в нем не растворяются.
  3. Стаканчик заполняется водой на 2/3 (100–150 мл) и добавляется 10–15 капель красителя (рис. 3). В данной работе использовался краситель из набора «Каррас». Однако в домашних условиях в качестве красителя можно использовать, например, свекольный отвар.
  4. Стаканчик с водой выливается в банку с маслом и смесью порошков. Наблюдение происходящего процесса (рис. 4).

Рис. 1. Порошки лимонной кислоты и гидрокарбоната натрия

Рис. 2. Смесь лимонной кислоты и соды, банка с маслом

Рис. 3. Вода с красителем

Рис. 4. Процесс взаимодействия гидрокарбоната натрия и лимонной кислоты

РЕЗУЛЬТАТЫ

Проделав операции по вышеописанному алгоритму, наблюдаем реакцию взаимодействия гидрокарбоната натрия и лимонной кислоты (рис. 4). Визуально наблюдается образование пузырьков газа (углекислый газ СО2), которые увлекают окрашенную воду вверх. После выхода газа в воздух вода вновь устремляется вниз, т. к. она тяжелее масла (плотность масла порядка 900 кг/м 3 , плотность воды — 1000 кг/м 3 ).

Поясним этот процесс. Для того чтобы началась реакция между гидрокарбонатом натрия и лимонной кислотой необходим их перевод в ионную форму. Для этого они растворяются в воде. В нашем случае дело происходило следующим образом. После того как смесь порошков была засыпана в банку с маслом она «осела» на ее дне. После добавления подкрашенной воды, она, как вещество тяжелее масла, ушла на дно банки и, постепенно растворяя смесь реагирующих порошков, поддерживала реакцию. Происходил этот процесс до полного исчезновения смеси порошков (рис. 5). После того как процесс полностью прекращается, происходит разделение несмешивающихся жидкостей (масла и воды). Более плотная жидкость (вода) располагается снизу, менее плотная — сверху (между ними — четкая граница раздела) (рис 5).

Рис. 5. Состояние после полного прекращения процесса (вверху банки — масло, внизу подкрашенная вода)

Рассмотрим происходящую реакцию на «химическом языке. В ходе реакции гидрокарбоната натрия и лимонной кислоты образуется угольная кислота () и цитрат натрия (). Химическая формула этой реакции выглядит следующим образом:

.(1)

Угольная кислота практически сразу распадается на воду и углекислый газ:

.(2)

Таким образом, углекислый газ и является тем самым газом, который, образуя пузырьки, увлекает за собой подкрашенную воду. Благодаря ему и образуется «бурлящая лава».

Еще одним из продуктов реакции является цитрат натрия. Цитратами называются соли и эфиры лимонной кислоты. Цитрат натрия имеет солено-кислый вкус и используется, например, в пищевой промышленности [2] как приправа (специя) или как консерванта, эмульгатора или стабилизатора (пищевая добавка Е331). С помощью цитрата натрия управляют кислотностью блюд (например, десертов на основе желатина), регулируют уровень кислотности в кофе-машинах. Цитрат натрия часто входят в состав газированных напитков, а также напитков, имеющих вкус лайма или лимона. Также используется в производстве пастилы, суфле, мармелада, плавленых сыров, детского питания, йогуртов и сухого молока. В молочном производстве ее применяют для получения стерилизованного и пастеризованного молока или кисломолочных продуктов, а также молочных консервов, при изготовлении которых требуется длительное нагревание молока.

Цитрат натрия также используется в медицине, например, как антидот, предотвращающий развитие некроза подкожно-жировой клетчатки [3].

ОБСУЖДЕНИЕ

Основным результатом данной работы авторы считают то, что проведенный опыт позволяет получить первичные навыки проведения химического эксперимента, познакомиться с записью химической формулы вещества и формулы химической реакции. Достоинства опыта: зрелищность (что важно для создания интереса у детей), безопасность, доступность материалов и простота оборудования.

Кроме самого процесса интересно также получить знания и об одном из его конечных результатов — цитрате натрия, о широкой области его применений.

С точки зрения интересно также взаимодействие несмешивающихся жидкостей. Когда более плотная располагается внизу сосуда, менее плотная — вверху, а между ними — четкая граница раздела (рис. 5).

Подобные по простоте, безопасности и доступности опыты можно проводить не только в домашних условиях, но и рекомендовать учителям для пропедевтических (факультативных) занятий по естествознанию (химии, физике и др.)

Ссылка на основную публикацию
Не_сохраняются_каналы_на_триколор_тв
20 июля 2017 года были произведены изменения в вещании, направленные на разделение региональных телеканалов по соответствующим спискам и призванные сделать...
Насосная_станция_не_набирает_воду_в_гидроаккумулятор
С водяной станцией знакомы практически все владельцы загородных домов и дач, ведь именно она позволяет им быть независимыми от централизованного...
Не_закрывается_створка_пластикового_окна_что_делать
Деревянные конструкции все чаще заменяют современные металлопластиковые оконные блоки. Они отличаются высокими показателями теплопроводности, шумоизоляции, легкостью обращения и простотой ухода....
Неисправности_швейной_машинки_janome
На сайте много статей посвященных ремонту швейных машин. Однако в первую очередь эти статьи носят информативный характер, предназначенных не мастерам...
Adblock detector