Vanishing Baking Soda

Conceitos-chave
Chemistry
Gases
Reacção química
Decomposição térmica

p>Introdução
Bicarbonato de sódio não só é óptimo para cozinhar, como também é um químico útil para projectos científicos. Você provavelmente já ouviu falar e talvez até usou a reação de cozimento de soda de vinagre para fazer vulcões caseiros entrar em erupção, atirar foguetes de garrafa para o ar ou para detectar ácidos e bases. Há muito mais reacções químicas, no entanto, que pode explorar com a ajuda do bicarbonato de sódio. Uma delas é chamada de reação de decomposição, que faz o bicarbonato de sódio perder peso! Quer descobrir como funciona?

Fundo
Os produtos químicos podem sofrer muitas reacções diferentes, tais como reacções de síntese que criam novas substâncias, ou reacções de combustão, nas quais uma substância geralmente reage com oxigénio e gera energia sob a forma de calor. Outro tipo de reação é a reação de decomposição, que é o oposto de uma reação de síntese. Quando uma substância química se decompõe, ela se decompõe para formar dois ou mais compostos separados. A maioria dos compostos químicos são bastante estáveis e não se decompõem espontaneamente. É preciso colocar muita energia para quebrar as suas ligações químicas. Quando os produtos químicos são expostos a energia suficiente, que pode ser na forma de calor, radiação, eletricidade ou luz, eles se decompõem, no entanto.

Reações de decomposição são a razão pela qual alguns produtos químicos ou medicamentos prescritos são armazenados em garrafas de vidro escuro. Muitas vezes, você não quer que um químico se decomponha, pois sua natureza química irá mudar. O vidro escuro reduz a quantidade de luz que atinge o produto químico ou medicamento e, portanto, evita a decomposição induzida pela luz.

Bicarbonato de sódio, ou bicarbonato de sódio (NaHCO3), é um produto químico que pode sofrer uma reação de decomposição quando aquecido. A temperaturas acima de 176 graus Fahrenheit (80 graus Celsius), o bicarbonato de sódio começa a decompor-se em três compostos, formando carbonato de sódio (Na2CO3), água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). Você usa esta reação toda vez que cozinha e assa. O gás de dióxido de carbono produzido faz com que os produtos assados subam! Quanto mais alta a temperatura do bicarbonato de sódio, mais rápido ele se decompõe. Somente o carbonato de sódio permanecerá como um produto sólido. Tanto o dióxido de carbono como a água são gasosos à temperatura quente, o que significa que desaparecerão no ar ambiente. Você pode realmente medir esta perda – obtenha algum bicarbonato de sódio, e descubra como nesta atividade!

Materiais

• Duas placas de segurança no forno
• Colher
• Bicarbonato de sódio
• Escala digital (de preferência com 0.1-gram increments)
• Oven
• Oven mitts
• Adult helper
• Heat-safe surface
• Timer
• Paper and pen or pencil

Preparation

• Preheat your kitchen oven to 200 degrees F (about 93 degrees C).
• Switch on the scale and zero it.
• Put the first plate onto the scale. Anote a sua massa exacta.
• Then zero the scale again and add 15 grams of baking soda with a spoon.
• Add the mass of the empty plate to the mass of the baking soda to calculate their combined weight. Write down your result on a sheet of paper.
• Repeat these steps with the second plate. Make sure to remember which plate is which. You can label them if you like.

Procedure

• Once the oven reaches its target temperature (200 degrees F), have your adult helper place the first plate with baking soda in the oven. Anote qual delas foi.
• Li> Ajuste seu timer para 15 minutos e deixe a placa no forno até que o timer se apague. O que você acha que vai acontecer com o bicarbonato de sódio no forno?
• Deixe o seu ajudante adulto retirar cuidadosamente a placa com o bicarbonato de sódio do forno. Assegure-se de usar luvas de forno! Como é que fica o bicarbonato de sódio? Mudou a sua aparência ao ser aquecido?

Põe o prato na superfície segura para o calor da sua área de trabalho, e deixa esfriar por cinco a 10 minutos.Põe o forno a 400 graus F (cerca de 204 graus C).Põe o prato na balança novamente, zera-o e coloca o prato arrefecido com o bicarbonato de sódio na balança. Escreva a sua massa exacta. Como a massa se compara com a massa antes de colocar o prato com bicarbonato de sódio no forno? Ficou mais pesada, mais leve ou ficou na mesma?

• Quando o forno atingir sua nova temperatura alvo, peça ao seu ajudante adulto para colocar a segunda placa com o bicarbonato de sódio dentro.
• Aganha, ajuste o timer para 15 minutos e deixe o bicarbonato de sódio no forno o tempo todo. Você acha que vai conseguir um resultado diferente a 400 graus F? O que vai acontecer com o bicarbonato de sódio desta vez?
• Após 15 minutos, peça ao seu ajudante adulto que use luvas de forno para retirar cuidadosamente o prato com o bicarbonato de sódio do forno. Como é que o bicarbonato de sódio fica desta vez? Mudou de cor ou ainda tem o mesmo aspecto?
• Deixe-o de lado e deixe o prato arrefecer durante 5 a 10 minutos.
• Então, volte a ligar a balança, zere-o e coloque o segundo prato arrefecido na balança. Write down its exact mass. Como é que a massa do bicarbonato de sódio (mais o prato) muda enquanto é aquecida a 400 graus F durante 15 minutos?

Calcule a diferença de massa do bicarbonato de sódio antes e depois do aquecimento a 200 graus e 400 graus F. Subtraia a massa da placa e do bicarbonato de sódio após o aquecimento da massa da placa e do bicarbonato de sódio antes do aquecimento. Quanta massa foi perdida ou ganha durante o processo de aquecimento? Havia uma diferença entre ambas as temperaturas?

• Você também pode expressar a mudança na massa do bicarbonato de sódio calculando sua perda de peso como uma porcentagem (a diferença da massa do bicarbonato de sódio antes e depois do aquecimento, multiplicada por 100 e depois dividida pela massa inicial do bicarbonato de sódio). Que percentagem em massa o bicarbonato de sódio perdeu ou ganhou durante o processo de aquecimento a ambas as temperaturas? Foi o mesmo? Se não, você pode explicar a diferença?
• Extra: Pode testar como a massa do bicarbonato de sódio muda a outras temperaturas. Repita o mesmo teste, mas coloque o forno a temperaturas diferentes (como 250, 300 ou 350 graus F). Você acha que os seus resultados serão diferentes para cada temperatura ou para a mesma? Porquê?
• Extra: Consegue encontrar outras substâncias na sua cozinha que se possam decompor? Descubra a que temperaturas estes compostos se decompõem e, se possível (e inofensivo), teste-o você mesmo!

Observações e resultados
Viu o seu bicarbonato de sódio perder peso? Você deve ter – pelo menos para a temperatura mais alta a 400 graus F. Para a temperatura mais baixa, a sua massa de bicarbonato de sódio após o aquecimento era provavelmente a mesma (ou quase a mesma) que antes de colocá-lo no forno. O bicarbonato de sódio começa a decompor-se a temperaturas em torno de 176 graus F. A estas temperaturas, no entanto, a decomposição será relativamente lenta. Quinze minutos no forno a 200 graus F não é tempo suficiente para decompor significativamente o bicarbonato de sódio.

Quando você aumenta a temperatura para 400 graus F a reação de decomposição vai acontecer muito mais rápido. Quinze minutos é tempo suficiente para decompor o bicarbonato de sódio em carbonato de sódio, água e dióxido de carbono. Os produtos gasosos (água e dióxido de carbono) irão escapar para o ar, e é por isso que o seu produto resultante deve ser significativamente mais leve do que o que você coloca no forno.

A aparência do bicarbonato de sódio não irá mudar em nenhuma das temperaturas. Embora você faça um novo produto – carbonato de sódio – de bicarbonato de sódio durante a reação de decomposição, ele ainda terá a mesma aparência. Ambas as substâncias são um pó branco.

Limpeza
Certifique-se que desliga o forno. Deixe ambas as placas esfriar até a temperatura ambiente. Depois você pode descartar o bicarbonato de sódio usado no lixo. Lave suas mãos com água morna e sabão, e limpe sua área de trabalho.

p>Mais para explorar
Decomposição térmica, da BBC Bitesize
Chemistry for Kids, Chemical Reactions, da Ducksters Education Site
Equação para a Decomposição do Bicarbonato de Sódio, ou Bicarbonato de Sódio, da ThoughtCo.

Esta actividade trazida até si em parceria com Science Buddies