Nahco3 разложение. Физические свойства пищевой соды

Иногда совершенно обычное и с детства знакомое вещество оказывается чуть ли не панацеей от многих болезней и недугов. Просто не каждый это знает. Одним из таких соединений является обычная хранящаяся у каждого в шкафчике на кухне. Оказывается, она служит не только средством для улучшения качества выпечки, но и лекарством, обезжиривателем, отбеливателем и даже обеззараживателем. Ознакомимся с данным веществом подробнее.

Химическая основа соды

Правильное название данного соединения с точки зрения химии - гидрокарбонат натрия. Есть еще ряд названий, которые используются в быту и химии для обозначения этого вещества:

  • бикарбонат натрия;
  • пищевая сода;
  • питьевая сода;
  • двууглекислый натрий;
  • добавка Е 500.

Однако любое из них отражает единственно верную суть - это сода.

Эмпирическая формула

Формула пищевой соды - NaHCO 3 . То есть по своей природе данное вещество - это относящаяся к разряду кислых. Так как соединение образовано сильной щелочью и слабой кислотой, то при гидролизе (в водном растворе) будет щелочная реакция среды. Раствор в воде пищевой соды имеет рН 8,1. образуется легко при взаимодействии и угольной кислоты, процесс выражается следующим уравнением реакции:

NaOH + H 2 CO 3 = NaHCO 3 + H 2 O

Эмпирическая формула пищевой соды показывает количественный и качественный состав соединения, на основе которого можно сделать вывод о пространственном строении молекулы: положительно заряженный катион Na + во внешней сфере и отрицательно заряженный гидрокарбонат-ион НСО 3 - во внутренней.

Атом углерода координирует вокруг себя три атома кислорода, с одним из которых образует двойную связь. Также один из атомов кислорода соединяется с катионом водорода, образуя гидроксогруппу. Третий атом кислорода в виде иона ассоциируется возле катиона натрия. Таким образом, компенсируются валентности каждого элемента, входящего в состав данного соединения.

Физические свойства

Какое бы название мы этому веществу не дали - сода пищевая, питьевая, карбонат, гидрокарбонат натрия - формула его все равно едина и дает представление о Так, внешний вид соды - мелкодисперсный порошок. Окраска его белая. Хорошо растворим в воде и практически нерастворим в органических растворителях (спирте, например). На открытом воздухе не разлагается. Распадаться начинает при повышенной влажности окружающей среды. Продуктами полного распада при повышении температуры являются карбонат натрия (средняя соль), углекислый газ и вода:

NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Бикарбонат натрия не имеет запаха, на вкус слегка соленый, с привкусом щелочи. При растворении в воде дает щелочные растворы разной концентрации.

Краткие сведения об истории открытия и использовании соды

Первые сведения о бикарбонате натрия появились еще в древней цивилизации Египта. Именно в тех краях были распространены несколько озер, содержащих природные источники соды. При пересыхании эти озера отдавали соду в виде белого порошка, а люди ее собирали. Использовалась она египтянами в качестве одного из компонентов при изготовлении средств мумификации. Формула пищевой соды тогда еще известна не была.

Конкретно как химическое соединение вещество было изучено много позже, примерно в XVIII веке. Именно тогда ученых заинтересовал этот порошок, образованный естественным природным путем. Тщательный анализ состава позволил определить качественный и количественный компонент соединения. Так появилась современная формула пищевой соды.

Большой вклад в развитие представлений о веществе и проявляемых им свойствах был внесен итальянским врачом Туллио Симончини. Ему принадлежат эксперименты, по результатам которых сода - возможный вариант лечения раковых опухолей. Однако на сегодняшний день точных данных, это подтверждающих, нет.

Области применения

Благодаря своим способностям хорошо растворяться в воде, а также вступать во взаимодействие с кислотами, образуя в результате реакции углекислый газ, сода находит применение в нескольких областях промышленности и быта. А именно, таких как:

  • фармацевтика и медицина;
  • химическая отрасль;
  • легкая промышленность;
  • пищевая промышленность.

Рассмотрим более подробно каждое из направлений.

Применение в медицине

Главное, на чем основано применение вещества в медицине, - это его способность восстанавливать водно-щелочной баланс в ЖКТ. Соединение NaHCO 3 относится к антацидным средствам лечения. Формула пищевой соды свидетельствует о наличии гидроксид-ионов, выполняющих функцию нейтрализации повышенной кислотности в организме. Поэтому чаще всего раствор в воде двууглекислого натрия используют для устранения симптомов изжоги. Однако это не единственная область заболеваний, где вещество может применяться.

  1. При лечении простудных заболеваний пищевая сода избавляет от кашля, так как способствует разжижению и выведению мокроты из легких и бронхов. Также с ней можно делать ингаляции при ОРВИ.
  2. Как бактерицидное и противовоспалительное средство также используется сода пищевая. Формула ее отражает наличие катионов водорода Н + , которые и обеспечивают данный эффект.
  3. Для лечения сердечно-сосудистых заболеваний (аритмии и гипертонии) применяется слабый раствор в воде двууглекислого натрия.
  4. При диареях и рвоте использование соды совместно с солью позволяет восполнить водный запас организма и восстановить необходимый баланс.
  5. Вещество способно уничтожать грибковые заболевания, поэтому его применяют для устранения грибка стопы, делают спринцевание раствором при молочнице, промывают глаза при воспалениях коньюнктивы.
  6. Благодаря отбеливающим свойствам соду используют для чистки зубов.
  7. Слабый раствор позволяет избавиться от зуда при кожных высыпаниях (или укусах насекомых).
  8. Лечение ожогов начальной степени.
  9. Освобождение организма от солей тяжелых металлов.
  10. Происходит и усталости, а также избавление от лишнего веса при использовании теплой ванны с NaHCO 3 и эфирными маслами.

О пользе и вреде пищевой соды при использовании в медицинских целях, в том числе в косметологии, можно сказать много. Главное правило применения данного средства, как и любого другого лекарства, - не пренебрегать рекомендациями по дозировке. Неправильное использование может нанести вред здоровью.

Сода пищевая: формула и использование в химической промышленности

Основная область, в которой применяется натрий двууглекислый, - это бытовая химия. Сода может выступать в роли мягкого абразивного средства для чистки поверхностей и их обезжиривания. Также она применяется как сырье при производстве красителей, пенопластов и фтористых соединений. Кроме того, на основе NaHCO 3 изготавливают средства пожаротушения.

Нельзя представить, как бы развивалась без гидрокарбоната натрия бытовая химия. Пищевая сода - важный и нужный компонент для многих химических синтезов.

Легкая промышленность

Для обработки поверхностей при изготовлении резины, резиновых подошв и изделий используется сода пищевая. Формула, применение, вред и польза гидрокарбоната натрия в легкой промышленности - отдельная тема для изучения. Если говорить кратко, то роль NaHCO 3 сводится к использованию при производстве текстильных изделий и искусственной кожи. При этом вред проявляется в появлении ожогов, если контакт с веществом происходил слишком долго и руки не были защищены. Польза в том, что сода - прекрасная добавка и обезжириватель при дублении кожи и ее производстве, а также хороший отбеливатель ткани в текстильном деле.

Пищевая промышленность

Формула пищевой соды в химии отражает суть процессов в реакциях с кислотами. Например, с уксусной кислотой взаимодействие будет описываться следующим уравнением:

NaHCO 3 + CH 3 COOH = CH 3 COONa + H 2 CO 3

При этом образующаяся угольная кислота, являясь очень нестабильной, сразу распадается на СО 2 и Н 2 О. Именно на этой особенности протекания реакций и основано использование бикарбоната натрия в пищевой промышленности. Ведь для изготовления выпечки необходимо загасить соду уксусом, добавить полученную смесь в тесто для его пористости и лучшей структурности. Реакция гашения соды относится к типу и сопровождается зрелищным эффектом вспенивания и шипения.

Использование соды делает выпечку очень мягкой, ароматной и красивой, поэтому пищевая промышленность - одна из основных отраслей, где многотоннажно применяется это вещество. Также бикарбонат натрия используется в хлебопечении, при изготовлении разных кондитерских изделий. Помимо этого, его же используют для образования пузырьков газа в шипучих напитках (газированная вода, шампанское и игристые вина, минеральная вода).

Пищевая сода: свойства и лечение. Вред и противопоказания к применению

На самом деле применение соды достаточно широко в самых различных отраслях промышленности и быта, в чем мы уже могли убедиться ранее. Ее необычные целебные, антибактериальные, отбеливающие, успокаивающие и заживляющие свойства используются при лечении разных недугов. Однако, как и у любого другого лекарства, у соды также есть и противоположная сторона. Она может вредной и очень опасной для здоровья. Ее показания к применению очевидны, но не менее важны и противопоказания, которые мы рассмотрим подробнее.

Вред и противопоказания к применению

Можно привести несколько основных причин, по которым сода может стать врагом, а не другом и помощником.


Поэтому очевидно, что не только положительную роль для человека играет сода пищевая. Польза и вред, лечение - это неоднозначные аспекты. Прежде чем повсеместно использовать гидрокарбонат натрия для избавления от разных недугов, следует проконсультироваться с врачом. Если же применяется сода в быту (чистка поверхностей, отбеливание тканей и так далее), то не стоит пренебрегать самыми простыми средствами защиты для бесконтактного использования вещества.

Мы признаем важность конфиденциальности информации. В этом документе описывается, какую личную информацию мы получаем и собираем, когда Вы пользуетесь сайтом edu.ogulov.com. Мы надеемся, что эти сведения помогут Вам принимать осознанные решения в отношении предоставляемой нам личной информации.

Электронная почта

Адрес электронной почты, указываемый Вами при заполнении форм на сайте, не показывается другим посетителям сайта. Мы можем сохранять сообщения, полученные по электронной почте и другие письма, оправленные пользователями, чтобы обрабатывать вопросы пользователей, отвечать на запросы и совершенствовать наши службы.

Номер телефона

Номер телефона, указываемый Вами при заполнении форм на сайте, не показывается другим посетителям сайта. Номер телефона используется нашими менеджерами только для связи с Вами.

Цели сбора и обработки персональной информации пользователей

.

На нашем сайте, посвященном интернет-маркетингу, присутствует возможность заполнять формы. Ваше добровольное согласие на получение от нас обратной связи после отправки любой формы на сайте подтверждается путем ввода Вашего имени, E-mail и номера телефона в форму. Имя используется для личного обращения к Вам, E-mail — для отправки Вам писем, номер телефона используется нашими менеджерами только для связи с Вами. Пользователь предоставляет свои данные добровольно, после чего ему высылается письмо с обратной связью или поступает звонок от менеджера компании.

Условия обработки и её передачи третьим лицам

Ваше имя, E-mail и номер телефона никогда, ни при каких условиях не будут переданы третьим лицам, исключая случаи, которые связаны с исполнением законодательства.

Протоколирование

При каждом посещении сайта наши серверы автоматически записывают информацию, которую Ваш браузер передает при посещении веб-страниц. Как правило эта информация включает запрашиваемую веб-страницу, IP-адрес компьютера, тип браузера, языковые настройки браузера, дату и время запроса, а также один или несколько файлов cookie, которые позволяют точно идентифицировать Ваш браузер.

Куки (Cookie)

На сайте edu.ogulov.com используются куки (Cookies), происходит сбор данных о посетителях с помощью сервисов Яндекс.Метрика. Эти данные служат для сбора информации о действиях посетителей на сайте, для улучшения качества его содержания и возможностей. В любое время Вы можете изменить параметры в настройках Вашего браузера таким образом, чтобы браузер перестал сохранять все файлы cookie, а так же оповещал их об отправке. При этом следует учесть, что в этом случае некоторые сервисы и функции могут перестать работать.

Изменение Политики конфиденциальности

На этой странице Вы сможете узнать о любых изменениях данной политики конфиденциальности. В особых случаях Вам будет выслана информация на Ваш E-mail. Вы можете задать любые вопросы, написав на наш E-mail:

Воздух, отфильтрованная жидкость и промывная вода из внутренней части барабана 7 идут в сепаратор 11, где воздух отделяется от жидкой фазы и идет на ПВФЛ.

Фильтрат из сепаратора 11 по барометрической трубе 12 идет в сборник фильтровой жидкости 13, откуда насосом 14 откачивается на дистилляцию.

При вращении барабана приставший к фильтрующей поверхности слой бикарбоната натрия попадает под от­жимной валик 6 для ликвидации образующихся на по­верхности осадка трещин, через которые могут попадать внутрь барабана воздух и промывная вода. После от­жимного валика осадок промывается слабой жидкостью или водой, поступающей из напорного бачка 4 для про­мывной воды в корыто 3, распределяющее воду ровной струей по ширине барабана. Количество подаваемой на промывку воды регулируют при помощи крана, установ­ленного между напорным бачком 4 и корытом 3. Про­мывная вода смешивается с фильтровой жидкостью внут­ри барабана и вместе с ней идет в сепаратор 11.

Промытый бикарбонат натрия вновь уплотняется вто­рым по направлению вращения барабана отжимным ва­ликом 6, подсушивается просасываемым через слой осад­ка воздухом, подаваемым по трубопроводу 5, и срезается с фильтрующей ткани ножом 8 на транспортер 10, кото­рый подает сырой бикарбонат натрия в содовую печь.

Кальцинация гидрокарбоната натрия

Кальцинация - термическое разложение гидрокарбоната натрия – является заключительной стадией в производстве кальцинированной соды. Основным назначением отделения кальцинации является получение определенного количества кальцинированной соды в виде непрерывного материального потока.

Технический бикарбонат натрия должен иметь белый цвет. Появление окраски указывает на коррозию стальных аппаратов в отделениях абсорбции и карбонизации. Окрашивает осадок окись железа, попадающая в него в результате коррозии.

Процесс кальцинации можно показать уравнением:

2 NaHCO3(тв.)=Na2CO3(тв.)+СО2(газ)+Н2О(пар).

Кроме этой основной реакции при нагревании технического бикарбоната могут протекать дополнительные реакции:

(NH4)2CO3↔2NH3(газ)+СО2(газ)+Н2О(пар),

NH4 HCO3↔2NH3(газ)+СО2(газ)+Н2О(пар).

Хлористый аммоний взаимодействует при нагревании с бикарбонатом натрия по реакции

NH4Cl(раств.)+ NaHCO3 (тв)↔NaCl(тв)+ NH3(газ)+СО2(газ)+Н2О.

Карбамат натрия в присутствии воды при нагревании переходит в соду согласно реакции

2NaCO2NH2+ Н2О↔ Na2CO3(тв.)+СО2(газ)+2NH3(газ).

Таким образом, в результате кальцинации в твердой фазе остаются Na2CO3 и NaCl, а в газовую фазу переходят NH3, СО2 и Н2О.

Наличие влаги в гидрокарбонате усложняет аппаратурное оформление, так как влажный гидрокарбонат натрия малосыпуч, комкуется и налипает на стенки аппаратов. Последнее объясняется тем, что влага, представляющая собой насыщенный раствор NaHCO3, при контакте с горячей поверхностью интенсивно испаряется. Выделяющаяся твердая фаза, кристаллизуясь, образует плотно прилипающую к поверхности корку.

Твердый слой соды, обладающей низкой теплопроводностью, ухудшает теплопередачу, а в содовых печах, обогреваемых снаружи топочными газами, - приводит к перегреву и прогоранию стенки печи. Для борьбы с этим явлением влажный гидрокарбонат натрия смешивают с горячей содой (ретуром). При этом образуется новая твердая фаза – трона (NaHCO3· Na2CO3·2 Н2О). Свободная влага связывается в кристаллизационную, и продукт становится сыпучим.

При кальцинации бикарбоната натрия и троны в газовую фазу выделяются СО2, NH3 и водяные пары. Аммиак и углекислый газ должны бать возвращены в производство. Углекислый газ используют в процессе карбонизации аммонизированного рассола, для чего полезно иметь газ с высоким содержанием СО2.

Процесс кристаллизации можно разделить на три периода по времени. Первый период характерен быстрым подъемом температуры. Разложения бикарбоната н наблюдается, и все тепло расходуется на подогрев материала, удаление кристаллизационной воды из троны и разложение углеаммонийных солей. Второй период характеризуется постоянством температуры материала (t~125°С). Подводимое тепло расходуется на термическое разложение NaHCO3. третьем периоде температура реакционной массы начинает резко возрастать. Это говорит о том, что процесс разложения бикарбоната закончился и подводимое тепло расходуется на нагрев полученной соды. На практике для ускорения процесса разложения NaHCO3 температуру соды на выходе из печи держат в пределах 140 – 160°С.

Технологическая схема процесса кальцинации

Рис. 11. Схема отделения кальцинации:

1- паровой конденсатор; 2- питающий смеситель; 3.15 – ячейковые питатели; 4,10 – ленточные транспортеры; 5 – вибропитатель;6-течка-бункер; 7-плужковый сбрасыватель; 8,9,14,16-транспортеры; 11-циклон; 12-коллектор газа кальцинации; 13-сепаратор;17-сборник конденсата; 18-центробежные насосы; 19-сборник слабой жидкости; 20-холодильник газа кальцинации;21-редукционная охладительная установка (РОУ); 22-промыватель газа кальцинации;23-сборник промывной жидкости.

Отмытый па фильтрах влажный гидрокарбонат натрия с общего ленточного транспортера 10 с плужковым сбрасывателем 7 подается в бункер 6 вибропитателя 5, откуда вибропитателем и ленточным транспортером 4 через ячейковый питатель 3 подается в смеситель 2. В смеситель же поступает ретурная сода и сода, отделяемая от газов кальцинации в циклоне 11.

Подготовленную в смесителе трону направляют в межтрубное пространство барабана кальцинатора 1. В результате тепловой обработки троны получают кальцинированную соду и газы кальцинации. Кальцинированная сода через ячейковый питатель 15 выводится из кальцинатора и поступает па систему транспорте­ров 8, 9, 16. С наклонного транспортера 8 через питатель произ­водится отбор соды в смеситель. Остальная сода транспорте­рами 9, 14 подается на склад.

Газы кальцинации удаляются из кальцинатора через сме­ситель 2, в котором с помощью компрессора создается вакуум. По пути к компрессору газы проходят сухую очистку в циклонах 11 и мокрую - в цеховом коллекторе газа кальцинации 12 и промывателе 22. Перед промывателем газы кальцинации охлажда­ются в холодильнике 20.

На орошение в коллектор газа кальцинации подают так назы­ваемую слабую жидкость, образующуюся при конденсации водя­ных паров в холодильнике газов кальцинации. Эта жидкость, соприкасаясь с газом, поглощает частично аммиак и содовую пыль, стекая после этого в сборник 19.

В холодильнике 20 газ проходит сверху вниз по межтрубному пространству, а в трубках противотоком движется охлаждающая вода. Для предупреждения закристаллизовывання трубок холо­дильника и лучшей промывки газа от содовой пыли межтрубное пространство орошается слабой жидкостью. В промывателе газ орошается водой, при этом он дополнительно охлаждается и пол­ностью отмывается от соды и аммиака.

Для обогрева кальцинатора подают водяной пар высокого давления. Перед подачей в кальцинатор он проходит редукцион­ную охладительную установку (РОУ), где его температура сни­жается до 270°С, а давление - до 3 МПа. В трубках кальци­натора пар конденсируется, отдавая тепло кальцинируемому материалу. Конденсат из кальцинатора выводится в сборник конденсата 17 и далее в расширители, где преобразуется в пар низкого давления.

Сода

(натрон, бикарбонат натрия, гидрокарбонат натрия) - нейтрализующая кислоту натриевая соль. Питьевая сода - это гидрокарбонат натрия NaHCO 3 , двууглекислый натрий.В общем случае «сода» представляет собой техническое название натриевых солей угольной кислоты H 2 CO 3 . В зависимости от химического состава соединения различается питьевая сода (пищевая сода, бикарбонат натрия, двууглекислый натрий, гидрокарбонат натрия) - NaHCO 3 , кальцинированная сода (карбонат натрия, безводный углекислый натрий) - Na 2 CO 3 и кристаллическая сода - Na 2 CO 3 .10H 2 O, Na 2 CO 3 .7H 2 O, Na 2 CO 3 .H 2 O.Искусственная пищевая сода (NaHCO3) - белый кристаллический порошок.
Современные содовые озера известны в Забайкалье и в Западной Сибири; большой известностью пользуется озеро Натрон в Танзании и озеро Серлс в Калифорнии. Трона, имеющая промышленное значение, открыта в 1938 в составе эоценовой толщи Грин-Ривер (Вайоминг, США).
В США природная сода удовлетворяет более 40% потребности страны в этом полезном ископаемом. В России из-за отсутствия крупных месторождений сода из минералов не добывается.
Сода была известна человеку примерно за полторы-две тысячи лет до нашей эры, а может быть, и раньше. Ее добывали из содовых озер и извлекали из немногочисленных месторождений в виде минералов. Первые сведения о получении соды путем упаривания воды содовых озер относятся к 64 году нашей эры. Алхимикам всех стран вплоть до 18 века представлялась неким веществом, которое шипело с выделением какого-то газа при действии известных к тому времени кислот - уксусной и серной. Во времена римского врача Диоскорида Педания о составе соды никто не имел понятия. В 1736 году французский химик, врач и ботаник Анри Луи Дюамель де Монсо впервые смог получить из воды содовых озер очень чистую соду. Ему удалось установить, что сода содержит химический элемент «Натр». В России еще во времена Петра Первого соду называли «зодой» или «зудой» и вплоть до 1860 года ее ввозили из-за границы. В 1864 году в России появился первый содовый завод по технологии француза Леблана. Именно благодаря появлению своих заводов сода стала более доступной и начала свой победный путь в качестве химического, кулинарного и даже лекарственного средства.

Химические свойства

Гидрокарбонат натрия - кислая натриевая соль угольной кислоты.Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) - 84,00.

Реакция с кислотами

Гидрокарбонат натрия реагирует с кислотами, с образованием соли и угольной кислоты, которая тут же распадается на углекислый газ и воду:
NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 CO 3
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2
в кулинарии чаще встречается такая реакция с уксусной кислотой, с образованием ацетата натрия:
NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2
Сода хорошо растворяется в воде. Водный раствор питьевой соды имеет слабощелочную реакцию. Шипение соды - результат выделения углекислого газа CO 2 в результате химических реакций.

Термическое разложение

При температуре 60° C гидрокарбонат натрия распадается на карбонат натрия, углекислый газ и воду (процесс разложения наиболее эффективен при 200° C):
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
При дальнейшем нагревании до 1000° C (например при тушении пожара порошковыми системами) полученный карбонат натрия распадается на углекислый газ и оксид натрия:
Na 2 CO 3 → Na 2 O + CO 2 .

Физико-химические показатели

Бикарбонат натрия представляет собой кристаллический порошок белого цвета со средним размером кристал лов 0,05 - 0,20 мм. Молекулярная масса соединения равна 84,01, плотность составляет 2200 кг/м³, насыпная плотность - 0,9 г/см³. Теплота растворения бикарбоната натрия исчисляется 205 кДж (48,8 ккал) на 1 кг NaHCO 3 , теплоемкость достигает 1,05 кДж/кг.К(0,249 ккал/кг.°С).
Гидракарбонат натрия термически малоустойчив и при нагревании разлагается с образованием твердого карбоната натрия и выделением диоксида углерода, а также воды в газовую фазу:
2NaHCO 3(тв.) ↔ Na 2 CO 3(тв.) + CO 2(г.) + H 2 O (пар) - 126 кДж (- 30 ккал)Аналогично разлагаются и водные растворы бикарбоната натрия:
2NaHCO 3(р.) ↔ Na 2 CO 3(р.) + CO 2(г.) + H 2 O (пар) - 20,6 кДж (- 4,9 ккал) Водный раствор бикарбоната натрия имеет слабо выраженный щелочной характер, в связи с чем на животные и растительные ткани он не действует. Растворимость гидрокарбоната натрия в воде невелика и с повышением температуры она несколько повышается: с 6,87 г на 100 г воды при 0° С до 19,17 г на 100 г воды при 80° С.
Вследствие небольшой растворимости плотность насыщенных водных растворов бикарбоната натрия сравнительно мало отличается от плотности чистой воды.

Температура кипения (разлагается): 851° C;
Температура плавления: 270° C;
Плотность: 2,159 г/см³;
Растворимость в воде, г/100 мл при 20° C: 9.

Применение

Двууглекислый натрий (бикарбонат), применяется в химической, пищевой, легкой, медицинской, фармацевтической промышленности, цветной металлургии, поставляется в розничную торговлю.
Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500.
Широко примененяется в:

  • химической промышленности - для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, для отделения двуокиси углерода, сероводорода из газовых смесей (газ поглощается в растворе гидрокарбоната при повышенном давлении и пониженной температуре, раствор восстанавливается при подогреве и пониженном давлении).
  • легкой промышленности - в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож).
  • текстильной промышленности (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей). Применение бикарбоната натрия в производстве резиновых изделий также обусловлено выделением CO 2 при нагревании, способствующем приданию резине необходимой пористой структуры.
  • пищевой промышленности - хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении напитков.
  • медицинской промышленности - для приготовления инъекционных растворов, противотуберкулезных препаратов и антибиотиков.
  • металлургии - при осаждении редкоземельных металлов и флотации руд.

Кулинария

Основное применение питьевой соды - кулинария, где она применяется, преимущественно, в качестве основного или дополнительного разрыхлителя при выпечке (так как при нагревании выделяет углекислый газ), изготовлении кондитерских изделий, производстве газированных напитков и искусственных минеральных вод, самостоятельно или в составе комплексных разрыхлителей (например, пекарского порошка, в смеси с карбонатом аммония), например, в бисквитном и песочном тесте. Это связано с легкостью ее разложения при 50-100° С.
Пищевая сода, применяемая преимущественно при изготовлении мелкого печенья, кондитерских крошек, листов для тортов и слоеных пирожков. В последнюю четверть XIX в. началось ее применение в кондитерском деле, вначале только во Франции и Германии и лишь в самом конце XIX века и в начале XX столетия - также в России.
Применение соды открыло путь к фабричному производству современного печенья - штамповочного. Вместе с тем многие старые виды печенья - бисквитные, слоеные, битые, пряничные, вздувные, меренги - отошли в область прошлого, исчезли не только из общественного, но и из домашнего обихода.
Сода - необходимый повседневный помощник на кухне для мытья посуды, тары для косервирования, некоторых плодов и ягод перед сушкой. Она обладает свойством нейтрализовать и убивать запахи.
Ошибочно думать, что сода - специя только для кондитерского дела. Помимо кондитерского производства, сода применяется также для приготовления английских мармеладов, в мясные фарши для блюд молдавской, румынской и узбекской кухни (калийная сода) и при приготовлении напитков. Количества соды, вносимые во все перечисленные изделия, крайне малы - от "на кончике ножа" до щепотки и четверти чайной ложки. В напитках с содой доля ее гораздо выше - по половине и полной чайной ложке на литр жидкости. Для кондитерских и других целей соду кладут по предписанию рецептов, обычно это очень малые дозы. Хранят ее в герметичной таре, берут сухим предметом.
Получение соды промышленным способом дало широкие возможности в приготовлении многих видов современной кондитерской продукции в европейских странах. Россия долгое время шла традиционным путем, предпочитая дрожжевое и другие виды теста.
В России совершенно не применяли до второй половины XIX века соду в хлебопечении и кондитерском деле. Да и в самом конце XIX века изделия такого рода производились более всего на Украине и в Польше, а также в Прибалтике. У русского населения, привыкшего испокон веков к натуральным видам теста - либо дрожжевого, заквасочного, либо медово-яичного, где в качестве подъемного средства не применялись искусственные химические вещества, а использовались естественно возникавшие при печении газы, в результате взаимодействия таких продуктов, как мед (сахар), яйца, сметана, алкоголь (водка) или винный уксус, - содовое печенье имело крайне низкую популярность и невысокий спрос.
Кондитерские изделия на соде считались «немецкими» и игнорировались как из чисто кулинарно-вкусовых, так и из «патриотических» соображений.
Кроме того, русские национальные кондитерские изделия - медовые пряники и коврижки, глазированные жемки и вареные в меду орешки - имели столь неповторимо превосходный вкус, что успешно конкурировали с западно-европейскими, более утонченными по форме, но «хлипкими» с точки зрения сытости, добротности и вкуса французскими бисквитами, где привлекательность достигалась вовсе не особым характером теста, а применением экзотических пряностей, в основном ванили.
Кроме кондитерских изделий, сода в русской кухне никогда не применялась и не применяется фактически до сих пор. Между тем в Прибалтике, Молдове, Румынии, на Балканах соду применяют как разрыхляющее средство в ряде блюд, приготавливаемых путем жарения. Так, соду вносят в разнообразные полутестяные жареные блюда: оладьи из картофеля, куда входит и пшеничная мука; разнообразные блинчики, сметанные лепешки и пышки, сырники, приготовленные из сочетания творога и муки, а также в мясные фарши, если они состоят только из мяса и лука, без добавления мучных компонентов (муки, белого хлеба, панировочных сухарей). Такой сырой мясной фарш (говяжий, свиной) оставляют с содовой добавкой на выстойку в холодильнике на несколько часов, а затем легко формуют из этого фарша «сосиски», которые быстро (за 10-15 минут) гриллируют в духовом шкафу любой домашней плиты (газовой, дровяной или электрической).
Аналогичное использование соды в мясные фарши известно и в армянской кухне, с той только разницей, что в таких случаях фарш не выстаивается, а подвергается сразу же интенсивному взбиванию с добавлением нескольких капель (5-8) коньяка, и превращается фактически в мясное суфле, используемое для приготовления различных национальных блюд (в основном калолаков).
В англоязычных странах Европы и Америки (Англии, Шотландии, на Восточном побережье США и в Канаде) соду применяют как непременную добавку в варенье из цитрусовых (апельсинов, пампельмозов, лимонов, грейпфрутов), а также для приготовления цукатов. В результате достигается особая развариваемость цитрусов, их жестких корок, превращение такого варенья в подобие густого мармелада, и одновременно снижается (но не исчезает совсем!) степень неприятной горечи, всегда присутствующей в кожуре цитрусовых плодов. Корки апельсинов, составляющих у нас своего рода балласт, отходы при употреблении этих фруктов, с помощью соды становятся ценным сырьем для получения ароматного, высокопитательного мармелада.
В среднеазиатских кухнях сода применяется при приготовлении некондитерских видов простого теста с целью придать ему особую эластичность и превратить в вытяжное тесто без применения для этого растительного масла, как это принято в южноевропейских, средиземноморских и балканских кухнях. В Средней Азии кусочки простого пресного теста после обычной получасовой выстойки смачивают небольшим количеством воды, в котором растворены 0,5 чайной ложки соли и 0,5 чайной ложки соды, а затем растягивают их руками в тончайшую лапшу (т. н. дунганская лапша), которая обладает нежным, приятным вкусом и идет на приготовление национальных блюд (лагмана, монпара, шимы и др.).
Соду в качестве мизерных добавок к любой пище в процессе приготовления, и именно во время тепловой обработки, добавляют во многих национальных кухнях, учитывая, что это дает в ряде случаев не только неожиданный вкусовой эффект, но и обычно очищает пищевое сырье и все блюдо от различных случайных побочных запахов и привкусов.
Вообще роль соды на кухне, даже помимо кулинарного процесса, - весьма значительна. Ведь без соды практически невозможна идеальная чистка столовой и кухонной эмалированной, фарфоровой, стеклянной и фаянсовой посуды, а также кухонного инструментария и оборудования от посторонних запахов и различных налетов и патины. Особенно незаменима и необходима сода при чистке чайной посуды - заварочных чайников и чашек от образующегося на их стенках чайного налета, пленки.
Столь же необходимо применение соды при мытье посуды, в которой приготавливалась рыба, чтобы отбить рыбный запах. Обычно поступают следующим образом: стойкий рыбный запах отбивают тем, что протирают посуду луком, а затем уничтожают (смывают) луковый запах, чистя эту посуду содой.
Словом, сода - непременный компонент кухонного производства, и на хорошей кухне без нее нельзя обойтись. Более того, ее отсутствие в арсенале повара или хозяйки немедленно становится заметным, ибо оно связывает того, кто работает у плиты или за разделочным столом, во многих его действиях.
Современные экологические обстоятельства вызвали еще одно новое применение соды на кухне как средства, повышающего качество овощного сырья. Можно, например, рекомендовать обмывать все обработанные, но еще не нарезанные овощи - перед их закладкой в котел или на сковородку - в растворе соды в воде. Или засыпать одной-двумя чайными ложками соды уже очищенный картофель, залитый холодной водой и предназначенный для отваривания или приготовления пюре. Это не только очистит картофель от химикатов, которые использовались при его выращивании, но и сделает сам продукт светлее, чище, красивее, снимет все побочные запахи, приобретенные при транспортировке или неправильном хранении, а также порче. Сам картофель станет после готовности рассыпчатым, вкусным. Таким образом, применение соды до приготовления, при холодной обработке (затем продукт тщательно промывается холодной водой), способно повысить качество овощного пищевого сырья, в частности у крахмалосодержащих овощей, у корнеплодов и листовых культур (капусты, салатов, шпината, петрушки и т. д.).
Сода столь прочно заняла место щелочного агента, что до сих пор ничем не удалось сдвинуть ее с этой позиции. Пищевая сода как разрыхлитель может действовать двояко. Во-первых, она разлагается при нагревании по реакции:
2NaHCO 3 (сода) → Na 2 CO 3 (соль) + H 2 O (вода) + CO 2 (углекислый газ).
И в этом случае, если добавить в песочное тесто излишнее количество соды, за небольшое время выпечки она может не успеть термически разложиться без остатка и печенье или кекс получат неприятный «содовый» привкус.
Точно так же, как и поташ, сода реагирует с кислотами, содержащимися в тесте или добавленными туда искусственно:
NaHCO 3 (сода) + R-COOH (кислота) → R-COONa (соль) + H 2 O (вода) + CO 2 (углекислый газ)
Множество различных фирменных пакетиков и их доступность не отменяют развлечения для юных химиков - самостоятельно изготовить порошок для выпечки.
пропорциональный состав такого традиционного порошка:
2 части кислой виннокаменной соли,
1 часть пищевой соды,
1 часть крахмала или муки.

Медицина

Как выглядит сода, прекрасно знают все - это белый порошок, который впитывает воду и отлично в ней растворяется. Но мало кто знает об удивительных целебных свойствах этого «простого» вещества. Между тем, сода - гидрокарбонат натрия - один из главных ингредиентов нашей крови. Результаты исследования влияния соды на организм человека превзошли все ожидания. Оказалось, что сода способна выравнивать кислотно-щелочное равновесие в организме, восстанавливать обмен веществ в клетках, улучшать усвоение кислорода тканями, а также препятствовать потере жизненно необходимого калия. Помогает сода при изжоге, при морской болезни, при простудах, при сердечных заболеваниях и головных болях, при кожных заболеваниях. Как видите, сода - лекарство первой помощи.
Раствор питьевой соды используется в качестве слабого антисептика для полосканий, а также как традиционное кислотонейтрализующее средство от изжоги и болей в желудке (современная медицина не рекомендует применять из-за побочных эффектов, в том числе, из-за «кислотного рикошета») или для устранения ацидоза и т. п.
Пищевая сода применяется для лечения заболеваний, связанных с повышенной кислотностью; раствор питьевой соды применяется для полоскания горла, для промывания кожи при попадании кислот.
Бикарбонат натрия (пищевая сода) может замедлять развитие хронического заболевания почек. К такому выводу пришли ученые из Королевской клиники Лондона (Royal London Hospital), Великобритания. Они исследовали 134 человека с запущенным хроническим заболеванием почек и метаболическим ацидозом.
Одна группа испытуемых проходила обычное лечение, а вторая помимо традиционного лечения ежедневно получала небольшое количество пищевой соды в виде таблеток. У тех больных, кто пил бикарбонат натрия, функции почек ухудшались на 2/3 медленнее, чем у прочих.
Быстрое прогрессирование заболевания почек наблюдалось только у 9% подопытных из «содовой группы» против 45% испытуемых, лечившихся традиционно. Кроме того, у принимавших соду реже развивалась терминальная стадия почечной недостаточности, которая требует диализа. Примечательно, что повышение содержания бикарбоната натрия в организме не вызывало у больных повышения кровяного давления.
Cода является недорогим и эффективным средством лечения хронического заболевания почек. Однако исследователи предостерегают: прием соды должен проходить под наблюдением врача, который должен правильно рассчитать дозировку для больного.

Лечебные свойства пищевой соды

Раньше гидрокарбонат натрия применялся очень широко (как и другие щелочи) в качестве антацидного средства при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и 12-типерстной кишки. При приеме внутрь пищевая сода быстро нейтрализует соляную кислоту желудочного сока и оказывает выраженный антацидный эффект. Однако применение соды заключается не только в блестяще отмытой посуде и избавлении от изжоги. Пищевая сода занимает достойное место в домашней аптечке.
Как и древние египтяне, получавшие природную соду из озерных вод методом выпаривания, люди использовали и другие свойства соды. Она обладает нейтрализующими качествами, используется в медицинской практике для лечения гастритов с повышенной кислотностью. Способна убивать микробов, используется как дезинфицирующее средство: соду применяют для ингаляций, полосканий, очищения кожи.
Широкое применение сода имеет и в здравохранении.

Профилактика кариеса.
Кислоты, образующиеся во рту в результате жизнедеятельности бактерий, разрушают эмаль зубов. Эти кислоты можно нейтрализовать, несколько раз в день полоща рот раствором пищевой соды. Можно поступить иначе: смочите зубную щетку водой, опустите ее в соду и почистите зубы. Сода, кроме того, оказывает легкое абразивное действие: она отполирует зубы, не повреждая эмали.

От неприятного запаха ног.
Добавленная в воду для ножной ванны сода нейтрализует выделяемые бактериями кислоты, которые и придают ногам неприятный запах. Сода поможет также устранить резкий запах пота под мышками.

При укусах насекомых.
Не расчесывайте до крови укусы комаров и прочих кровососов. Лучше приготовьте кашеобразную смесь из воды и соды и нанесите на место укуса. Содовая кашица облегчит также зуд, вызванный ветряной оспой или контактом кожи с борщевиком, крапивой.

При опрелостях.
Содовые примочки значительно улучшают состояние малышей с опрелостями. Они уменьшают зуд и ускоряют заживление кожи.

При цистите.
Болезнетворные бактерии живут в мочевом пузыре в слегка кислой среде. Если ваш мочевой пузырь пал жертвой инфекции, идеальный послеобеденный напиток для вас - шипучий коктейль из пищевой соды с водой.

При солнечных ожогах.
Добавьте в теплую ванну немного пищевой соды: она смягчит воду, превратив ее в успокаивающую примочку для раздраженной кожи.

От боли в горле.
Размешайте 0,5 чайн. ложки соды в стакане воды и каждые 4 часа полощите горло приготовленным раствором: он нейтрализует кислоты, вызывающие боль. Полоскание таким раствором рта поможет снять и воспаление слизистой ротовой полости.

От неприятного запаха изо рта.
В сочетании с перекисью водорода пищевая сода дает мощный окислительный эффект и разрушает бактерии, порождающие неприятный запах во рту. Добавьте 1 стол. ложку соды в стакан раствора перекиси водорода (2-3%) и прополощите рот.

При простуде.
Полезно делать ингаляцию. Для этого можно взять небольшой чайник, вскипятить в нем 1 стакан воды с 1 чайн. ложкой соды. Сделать из твердой бумаги трубочку, надеть ее на носик чайника и вдыхать пар в течение 10-15 минут. Данная ингаляция очень помогает для отделения мокроты.
Для отхаркивания вязкой мокроты 2 раза в день выпивать натощак по 1/2 стакана теплой воды, в которой растворены 0,5 чайн. ложки соды и щепотка соли.

При частых мигренях.
Каждый день принимать раствор кипяченой воды с пищевой содой. В 1-й день за 30 минут до обеда выпивать 1 стакан раствора (0,5 чайн.ложки соды + вода), 2-й день - 2 стакана и т.д., доведя до 7 стаканов. После уменьшать дозу в обратном порядке.

Прочее.
При ринитах, стоматитах, ларингитах, конъюнктивитах применяют 0,5-2% раствор соды.
Для обеззараживания слизистой оболочки рта полезно полоскать рот некрепким раствором (сода - 85 г, соль - 85 г, мочевина - 2,5 г) после еды.
Средство от курения: полоскать рот раствором пищевой соды (1 столовая ложка на 200 мл воды).
При сухости кожи, сухих дерматитах, ихтиозе и псориазе полезны лечебные ванны (сода - 35 г, карбонат магнезии - 20 г, перборат магния - 15 г). Температура воды должна быть не выше 38-39° С, сначала нужно садиться просто в теплую ванну, потом постепенно увеличивать температуру. Длительность ванны 15 минут.

Пожаротушение

Гидрокарбонат натрия входит в состав порошка, применяемого в порошковых системах пожаротушения, утилизируя тепло и оттесняя кислород от очага горения выделяемым углекислым газом.

Очистка оборудования. Технология абразиво-струйной очистки (АСО)

Производится очистка оборудования и поверхностей от различных покрытий и загрязнений с применением технологии абразиво-струйной очистки (АСО) оборудования. В качестве абразива используется бикарбонат натрия (пищевая сода, двууглекислый натрий, гидрокарбонат натрия, NaHCO 3 , кислый углекислый натрий).
Технология АСО с применением бикарбоната натрия - это новый эффективный способ очистки оборудования с помощью «мягкого» абразива. Абразив приведен в движение сжатым воздухом, производимым компрессором. Этот способ получил коммерческое признание и широко используется в Европе и США уже в течение 25 лет благодаря своей универсальности и экономической целесообразности.
Обработка поверхности оборудования подобна обычной пескоструйной очистке. Различие заключается в том, что частицы соды являются «мягким» абразивным материалом, то есть не повреждают саму поверхность.
Принцип:
Хрупкая частица кислого углекислого натрия при соприкосновении с очищаемой поверхностью взрывается.
Энергия, выпущенная этой вспышкой, и удаляет загрязнение от очищаемой поверхности. Абразивные частицы соды полностью разбиваются в тонкую пыль, которая легко разлетается в разные стороны перпендикулярно падению, увеличивая очистительный эффект. В целях пылеподавления содо-струйная очистка оборудования обычно выполняется с применением увлажнения, то есть гидро-абразиво-струйной очистки (ГАСО) оборудования. Углекислый натрий растворяется в воде. Поэтому использованный абразив будет растворен или может смываться после окончания чистки.
Это отличие от кварцевого песка, который срезает покрытие. Кварцевый песок также еще стирает часть очищаемой поверхности, которую сода оставляет фактически невредимой. Существует еще много различий между этими видами очистки оборудования, но они являются уже следствием свойств абразивов.
Растворимые абразивы на основе бикарбоната натрия специально разработаны для абразиво-струйной очистки оборудования. Сыпучие качества абразивов уменьшают плотность потока, связанную с плохой текучестью обычного углекислого натрия.

Из горки сахара и соды вырастает большая чёрная змея

Сложность:

Опасность:

Сделайте этот эксперимент дома

Реагенты

Безопасность

    Перед началом опыта наденьте защитные очки.

    Проводите эксперимент на подносе.

    При проведении опыта держите поблизости ёмкость с водой.

    Поместите горелку на пробковую подставку. Не прикасайтесь к горелке сразу после завершения опыта − подождите, пока она остынет.

Общие правила безопасности

  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Сухое горючее (уротропин) не высыпается из баночки. Что делать?

Уротропин при хранении может слипаться. Чтобы всё-таки высыпать его из баночки, возьмите из набора черную палочку и тщательно разбейте комки.

Не получается сформовать уротропин. Что делать?

Если уротропин не прессуется в формочке, пересыпьте его в пластиковый стаканчик и добавьте 4 капли воды. Хорошо перемешайте смоченный порошок и переложите обратно в формочку.

Еще можно добавить 3 капли мыльного раствора из набора «Олово», который вы получили в комплекте с набором «Химия монстров».

Эту змею можно есть или трогать?

При работе с химическими веществами нужно следовать незыблемому правилу: никогда ничего не пробовать на вкус из того, что у вас получилось в результате химических реакций. Даже если в теории это безопасный продукт. Жизнь чаще более богатая и непредсказуемая, чем любая теория. Может получиться не тот продукт, который вы ожидали, химическая посуда может содержать следы предыдущих реакций, химические реагенты могут быть недостаточно чистыми. Опыты с пробованием реагентов на вкус могут закончиться печально.

Именно поэтому в профессиональных лабораториях запрещено есть что-либо. Даже принесенную с собой еду. Безопасность превыше всего!

Можно ли потрогать «змею»? Аккуратно, она может быть горячей! Уголь, из которого в основном состоит «змея», может тлеть. Убедитесь, что змея уже остыла, и можете потрогать её. Змея пачкается − не забудьте после опыта вымыть руки!

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

    Возьмите из стартового набора горелку для сухого горючего и положите на неё фольгу. Внимание! Используйте пробковую подставку, чтобы не испортить рабочую поверхность.

    Расположите пластиковое кольцо в центре фольги.

    Высыпьте в кольцо всё сухое горючее (2,5 г).

    Вдавите пресс-форму в кольцо, чтобы в горке сухого горючего получилась лунка. Аккуратно уберите пресс-форму.

    Снимите пластиковое кольцо, слегка постукивая по нему.

    Засыпьте две мерные ложки сахара без горки (2 г) в баночку с 0,5 г соды (NaHCO3) и закройте её крышкой.

    Встряхивайте баночку в течение 10 секунд, чтобы перемешать сахар и соду.

    Высыпьте смесь соды и сахара в углубление в сухом горючем.

    Подожгите сухое горючее – совсем скоро из этой горки начнёт расти чёрная «змея»!

Ожидаемый результат

Сухое горючее начнёт гореть. Смесь сахара с содой в огне начнёт превращаться с большую чёрную «змею». Если вы всё сделаете правильно, то у вас вырастет змея длинной 15-35 см.

Утилизация

Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором.

Что произошло

Почему образуется такая «змея»?

При нагревании часть сахара (С 12 H 22 O 11) сгорает, превращаясь в водяной пар и углекислый газ. Для горения нужен приток кислорода. Так как приток кислорода во внутренние области горки сахара затруднён, там происходит другой процесс: от большой температуры сахар разлагается на уголь и водяной пар. Так и получается наша «змея».

Зачем в сахар добавляют соду (NaHCO 3)?

При нагревании сода разлагается с выделением углекислого газа (CO 2):

Соду добавляют в тесто, чтобы при выпекании оно становилось пышным. И именно поэтому мы добавляем соду к сахару в этом эксперименте − чтобы выделяющийся углекислый газ и водяной пар делал «змею» воздушной, лёгкой. Поэтому змея может расти вверх.

Из чего состоит эта «змея»?

В основном «змея» состоит из угля, получившегося при нагревании сахара и не сгоревшего в огне. Именно уголь даёт «змее» такой чёрный цвет. Так же в её составе присутствует Na 2 CO 3 , получившийся в результате разложения соды при нагревании.

Какие химические реакции происходят в процессе образования «змеи»?

  • Сгорание (соединение с кислородом) сахара:

С 12 H 22 O 11 + O 2 = CO 2 + H 2 O

  • Термическое разложение сахара на уголь и водяной пар:

С 12 H 22 O 11 → C + H 2 O

  • Термическое разложение пищевой соды на водяной пар и углекислый газ:

2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Что такое сахар и откуда он берётся?

Молекула сахара состоит из атомов углерода (С), кислорода (О) и водорода (Н). Вот так она выглядит:

Честно говоря, тут трудно что-то рассмотреть. Скачайте приложение MEL Chemistry на свой смартфон или планшет, и вы сможете посмотреть на молекулу сахара с разных сторон и лучше понять её строение. В приложении молекула сахара называется Sucrose.

Как вы можете заметить, эта молекула состоит из двух частей, связанных между собой атомом кислорода (О). Наверняка вы слышали название этих двух частей: глюкоза и фруктоза. Их также называют простыми сахарами. Обычный сахар называют составным, чтобы подчеркнуть, что молекула сахара состоит из нескольких (двух) простых сахаров.

Вот так выглядят эти простые сахара:

фруктоза

Сахара являются важными строительными кирпичиками растений. Во время фотосинтеза растения вырабатывают из воды и углекислого газа простые сахара. Последние, в свою очередь, могут соединяться как в короткие молекулы (например, сахар), так и в длинные цепочки. Крахмал, целлюлоза − это такие длинные цепочки (полисахара), которые составлены из простых сахаров. Растения используют их в качестве строительного материала и для запаса питательных веществ.

Чем длиннее молекула сахара, тем труднее нашей пищеварительной системе её переварить. Поэтому мы так любим сладкое, содержащее простые короткие сахара. Но наш организм не был предназначен, чтобы питаться в основном простыми сахарами, в природе они встречаются редко. Поэтому будьте осторожны с потреблением сладкого!

Почему сода (NaHCO 3) разлагается при нагреве, а поваренная соль (NaCl) − нет?

Это непростой вопрос. Для начала нужно разобраться, что такое энергия связи.

Представьте себе вагон поезда с очень неровным полом. В этом вагоне есть свои горы, свои ложбины, впадины. Этакая небольшая Швейцария в вагоне. По полу катается деревянный шарик. Если его отпустить, он покатится вниз по склону, пока не докатится до дна одной из впадин. Мы говорим, что шарик «хочет» занять положение с минимальной потенциальной энергией, которое находится как раз внизу впадины. Аналогично, атомы пытаются выстроиться в такую конфигурацию, в которой энергия связей минимальна.

Тут кроется несколько тонких моментов, на которые хотелось бы обратить ваше внимание. Во-первых, запомните, что такое объяснение, что говорится «на пальцах», не очень точное, но для понимания общей картины нам подойдёт.

Итак, куда скатится шарик? В самую нижнюю точку вагона? Как бы не так! Он скатится в ближайшую впадину. И, скорее всего, там и останется лежать. Может быть, по другую сторону горы есть другая впадина, поглубже. К сожалению, наш шарик этого «не знает». Но если вагон будет сильно трясти, то с большой вероятностью шарик выскочит из своей локальной впадины и «найдёт» более глубокую лунку. Там мы трясём ведро с гравием, чтобы его утрамбовать. Выбитый из положения локального минимума гравий, скорее всего, найдёт более оптимальную конфигурацию, и наш шарик скорее доберётся до более глубокой впадины.

Как вы уже, возможно, догадались, в микромире аналогом тряски выступает температура. Когда мы нагреваем вещество, мы заставляем всю систему «трястись», как мы раскачивали вагон с шариком. Атомы отрываются и обратно присоединяются самыми разными способами, и с большой вероятностью они смогут найти более оптимальную конфигурацию, чем была вначале. Если она, конечно, существует.

Мы видим такой процесс в очень большом количестве химических реакций. Молекула устойчива, так как находится в локальной впадине. Если мы её немножко пошевелим, станет хуже, и она вернётся назад аналогично шарику, который, если немного подвинуть из локальной впадины вбок, то он скатится назад. Но стоит нагреть это вещество посильнее, чтобы наш «вагон» как следует потрясло, и молекула найдёт более удачную конфигурацию. Именно поэтому динамит не взорвётся, пока вы по нему не ударите. Именно поэтому бумага не загорится, пока вы её не нагреете. Им хорошо в своих локальных ямах и нужно заметное усилие, чтобы их заставить оттуда выйти, даже если недалеко есть яма поглубже.

Теперь мы можем вернуться к нашему изначальному вопросу: почему сода (NaHCO 3) разлагается при нагреве? Потому что она находится в состоянии локального минимума энергий связи. В этакой впадине. Рядом есть впадина поглубже. Это мы так говорим о состоянии, когда 2NaHCO 3 распались на 2Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 . Но молекула об этом не «знает» и пока мы ее не нагреем, не сможет выбраться из своей локальной ямы, чтобы оглядеться вокруг и найти яму поглубже. А вот когда мы нагреем соду градусов до 100-200, этот процесс пойдёт быстро. Сода разлагается.

Почему же поваренная соль NaCl не распадается подобным образом? Потому что она уже находится в самой глубокой яме. Если её разорвать на Na и Cl или любую другую их комбинацию, энергия связей только вырастет.

Если вы дочитали досюда, вы молодцы! Это не самый простой текст и не самые простые мысли. Надеюсь, вам удалось что-то почерпнуть. Я хочу предостеречь вас в этом месте! Как я говорил вначале, это красивое объяснение, но не совсем верное. Бывают ситуации, когда шарик в вагоне будет стремиться занять не самую глубокую яму. Так и наше вещество не всегда будет стремиться в состояние с минимальной энергией связей. Но об этом как-нибудь в другой раз.