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A combinação de cloreto de cálcio e bicarbonato de sódio - bicarbonato de sódio - em um saco plástico selável é um experimento de química favorito do ensino médio. Como produz um gás, se você selar a bolsa após combinar os produtos químicos, ela explodirá como um balão. Outra razão pela qual os professores de química do ensino médio adoram esse experimento é que a combinação produz calor, por isso é um excelente exemplo de reação exotérmica. Use óculos de proteção e luvas de borracha ao combinar esses dois compostos, porque um dos subprodutos da reação é o ácido clorídrico, que é corrosivo o suficiente para queimar a pele.
TL; DR (muito longo; não leu)
Combine bicarbonato de sódio (bicarbonato de sódio), cloreto de cálcio e água e você obtém carbonato de cálcio (um precipitado calcário) mais gás dióxido de carbono, cloreto de sódio (sal de mesa), ácido clorídrico e uma quantidade razoável de calor.
Quais são os reagentes?
Praticamente todos estão familiarizados com o bicarbonato de sódio (NaHCO3), porque é o bicarbonato de sódio que você usa para desodorizar sua geladeira. Menos pessoas estão familiarizadas com cloreto de cálcio (CaCl2), mas deveriam ser. Como o cloreto de sódio, é um sal e é higroscópico, o que significa que absorve a umidade do ar. Colocar um prato de cloreto de cálcio em seu armário é uma boa maneira de proteger suas roupas do mofo. O cloreto de cálcio ajuda a controlar a poeira e funciona como aditivo alimentar, porque pode fazer com que alimentos como picles tenham um sabor salgado sem realmente adicionar cloreto de sódio.
Uma reação em duas partes
A reação entre o bicarbonato de sódio e o cloreto de cálcio deve ocorrer em solução, de modo que a água sempre faz parte da reação. Ambos os reagentes se dissolvem rapidamente na água, o que não é um problema. Você pode dissolver um na água e depois adicionar o outro, ou pode manter os dois nos cantos opostos de uma sacola plástica e colocar um frasco de água entre eles para que, quando você sacudir a sacola, eles combinem com a água e entre si.
Quando você combina os reagentes, duas coisas ocorrem. A primeira coisa é que eles se combinam para formar carbonato de cálcio - um composto encontrado em calcário, giz, mármore e conchas de caracóis e criaturas do mar - junto com cloreto de sódio e íons hidrogênio. Os íons hidrogênio tornam a solução ácida e combinam-se com as sobras de bicarbonato de sódio para produzir gás dióxido de carbono, água e íons sódio. Eles também combinam com cloro para produzir cloreto de hidrogênio.
A liberação do gás dióxido de carbono explode a bolsa e, como o gás é produzido em uma reação exotérmica, a temperatura da solução aumenta.
As Equações Químicas
Na primeira reação, os reagentes se combinam para formar carbonato de cálcio, cloreto de sódio e íons hidrogênio. A equação para esta reação é:
CaCl2 + 2 NaHCO3 ---> CaCO3 + 2 NaCl + H+
Os íons hidrogênio combinam-se com o bicarbonato de sódio não utilizado para formar dióxido de carbono, água e íons sódio.
H+ + NaHCO3 ---> CO2 + H2O + Na+
O cloreto de sódio dissocia-se nos íons Cl- e Na + na água. Alguns dos íons de cloro livre combinam-se com íons de hidrogênio para formar cloreto de hidrogênio.
H+ + Cl- ---> HCl
Uma equação simplificada para o processo geral é:
NaHCO3(s) + CaCl2(s) + H2O (l) ---> CaCO3(s) + CO2(g) + NaCl (aq) + HCl (aq)