Reaktion von Salzsäure mit Natriumcarbonat, Temperaturabfall

[Katinka]

Hallo,


ich sitze gerade an einem Versuchsprotokoll zu dem o. g. Versuch. Mir ist klar, dass es sich um eine Neutralisation handelt und Natriumchlorid, Wasser und Kohlenstoffdioxid entstehen.

Bei der Versuchsdurchführung ist die Salzsäure auf 37°C erwärmt worden, dann wurde Bachpulver hinzugefügt. Die Temperatur sank auf 33,4°C. Das ergibt für mich überhaupt keinen Sinn. Neutralisationen sind doch exotherm, d. h. die Temperatur müsste steigen.

Das einzige was mir einfällt: Backpulver war kälter als die Salzsäure und die Temperatur sinkt deshalb oder das aufsteigende CO2 bewirkt eine Abkühlung. Kann mir jemand weiterhelfen?


LG
Katinka

[Fulvenus]

Was ist mit "Backpulver" gemeint,hattet ihr eine Lösung davon vorliegen oder den Feststoff direkt gelöst?
Manche Salze lösen sich erst unter Abkühlung in Wasser,beachte,daß "Backpulver" nicht eine einheitliche Verbindung ist,sondern ein Gemisch unterschiedlicher Zusammensetzung.

Fulvenus!

[Katinka]

Wir haben den Feststoff direkt gelöst. Das Backpulver enthält neben Natriumcarbonat noch Maisstärke und Diphosphat als Säuerungsmittel.

[Fulvenus]

Bist du sicher,daß Natriumcarbonat und nicht Natriumbicarbonat enthalten ist?
Insgesamt halte ich die Versuchsanordnung für nicht so geeignet,wenn man untersuchen will,wie exotherm eine reine Neutralisationsreaktion verläuft.
Du hast einen Feststoff nicht ganz klarer Zusammensetzung.Der Lösungsprozeß verbraucht u.U. Energie(Wärme),dadurch läßt sich die reine Messung der Temperatur
nicht eindeutig auf einen Prozeß auswerten.
Man sollte eine wäßrige Lösung von reinem Natriumcarbonat verwenden,welche die gleiche Temperatur der HCl-Lösung hat.Dann Messen der Temperatur der Lösungen nach dem Vermischen.
Was ist das Ziel des Versuchs gewesen?

Fulvenus!

[Katinka]

Ich habe nur die Backpulvertüte, auf der die angegebenen "Zutaten" stehen. Dort steht Natriumcarbonat. Der Versuch ist Teil einer Versuchsreihe, in der die Wirkung von Hausmitteln bei Sodbrennen untersucht werden soll.
Kann es sein, dass das Säurungsmittel (Dinatriumdihydrogendiphosphat??) dann noch mit dem bei der Neutralisation entstehenden Wasser reagiert?

[Katinka]

Da wir auch die Qualität der Messwerte beurteilen sollen, könnte ich dort evtl. die Problematik der unklaren Stoffzusammensetzung ansprechen. Hätten wir eine Lösung von reinem Natriumcaronat verwendet, hätte ein Temperaturanstieg messbar sein müssen, oder?
Danke für deine Unterstützung.

[Katinka]

Nach Brönstedt würde die Reaktionsgleichung wie folgt aussehen:

2 Na+ + CO32- + 2 H3O+ +2 CL- => 2 Na+ + 2 Cl- + H2O + CO2


Das ist richtig, oder?


Katinka

[Katinka]

Die Darstellung der Formeln ist irgendwie jetzt etwas verquer, weil das mit der Hoch- und Tiefstellung nicht richtig funktioniert hat ...

[Fulvenus]

Zitat von Katinka

Da wir auch die Qualität der Messwerte beurteilen sollen, könnte ich dort evtl. die Problematik der unklaren Stoffzusammensetzung ansprechen. Hätten wir eine Lösung von reinem Natriumcaronat verwendet, hätte ein Temperaturanstieg messbar sein müssen, oder?

Die reine Neutralisationsreaktion ist exotherm.Bei starken Säuren und Basen ist das recht deutlich zu sehen(vgl. hier:http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/11_00.htm ),im vorliegenden Fall ist es ein wenig komplizierter,aber für die Reaktion der gelösten Komponenten wäre auch da die Neutralisation exotherm.
Wie schon erwähnt halte ich den Versuch für etwas unausgegoren,zu viele "Fehlerquellen".
Die Reaktionsgleichung ist nicht falsch,aber ob es den Formalismen genügt,die der jeweilige Lehrer/Betreuer erwartet,kann ich nicht sagen.
Das Dinatrimdihydrogendiphosphat kann übrigens bei der Lösung ebenfalls Einfluß auf die Temperatur haben,daneben wird es mit der Zeit auch hydrolyieren,also hier die Anhydridbindung gespalten.
Bei Sodbrennen wird versucht,die überschüßige HCl der Magensäure zu neutralisieren.Dazu kann man milde Basen nehmen,Natriumcarbonat ist dafür eigentlich nicht geeignet.Früher war das Hydrogencarbonat("Natron") in Verwendung,heutuztage sind andere Verbindungen besser:https://de.wikipedia.org/wiki/Antazidum .
Backpulver dagegen ist mMn noch weniger geeignet,da es ja schon eine eigene Säurekomponente mitbringt(dihydrogendiphosphat).

Fulvenus!

[Nobby]

Zitat von Katinka

Wir haben den Feststoff direkt gelöst. Das Backpulver enthält neben Natriumcarbonat noch Maisstärke und Diphosphat als Säuerungsmittel.

Beim Lösen des Backpulvers reagieren schon Diphosphat und Soda miteinander.

NaH₂PO₄ + Na₂CO₃ => Na₃PO₄ + H₂O + CO₂

[Katinka]

Zitat von Nobby

Beim Lösen des Backpulvers reagieren schon Diphosphat und Soda miteinander.

NaH₂PO₄ + Na₂CO₃ => Na₃PO₄ + H₂O + CO₂

Die Reaktionsgleichung kann ich nachvollziehen, aber warum reagieren diese Bestandteile nicht bereits im Backpulver selbst?

[Katinka]

Zitat von Fulvenus

Bei Sodbrennen wird versucht,die überschüßige HCl der Magensäure zu neutralisieren.Dazu kann man milde Basen nehmen,Natriumcarbonat ist dafür eigentlich nicht geeignet.Früher war das Hydrogencarbonat("Natron") in Verwendung,heutuztage sind andere Verbindungen besser:https://de.wikipedia.org/wiki/Antazidum .

Das Nichteignung von Backpulver bei Sodbrennen wollte ich als Fazit nehmen. Wir haben nämlich in vorherigen Versuchen in der Schule schon die Wirkung von Bullrichsalz und Maloxan getestet.
Als weitere Hausmittel sollen Milch und Alkohol untersucht werden. Da bin ich aber noch ganz am Anfang des Protokolls ...

[Nobby]

Zitat von Katinka

Die Reaktionsgleichung kann ich nachvollziehen, aber warum reagieren diese Bestandteile nicht bereits im Backpulver selbst?

Weil das Pulver noch trocken ist. Das passiert erst wenn es nass wird.