Условие задачи
Чем объяснить моющие свойства кальцинированной соды? Как вы думаете, можно ли в домашних условиях хранить соду в алюминиевом сосуде?
Решение
Ниже представлено подробное решение задачи, основанное на химических принципах.
──────────────────────────────
1. Моющие свойства кальцинированной соды
Кальцинированная сода – это карбонат натрия (Na₂CO₃), получаемый нагреванием гидрокарбоната натрия (NaHCO₃). При растворении в воде соль диссоциирует на ионы:
Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃²⁻
Ион карбоната способен гидролизоваться, взаимодействуя с молекулами воды по реакции:
CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻
Таким образом, в растворе появляются гидроксид-ион (OH⁻) и бикарбонат-ион (HCO₃⁻). Образование OH⁻ делает раствор щёлочным. Щёлочная среда способствует нескольким явлениям, важным для моющего эффекта:
• Эмульгация жиров и масел. Щёлочь способствует эмульгированию жиров – она разрушает жёсткие липидные связи, превращая жиры в мыльные соли (процесс, аналогичный мыловарению). Именно образование мыл, которые хорошо растворяются в воде, позволяет удалять жирные загрязнения с поверхностей.
• Повышение растворимости многих загрязнений. Щёлочной раствор помогает диспергировать частицы грязи и способствует их удалению.
Таким образом, моющие свойства кальцинированной соды объясняются её способностью в воде образовывать щёлочной раствор, который инициирует эмульгацию и гидролиз жиров, превращая их в растворимые соединения.
──────────────────────────────
2. Хранение соды в алюминиевом сосуде
При рассмотрении вопроса о хранении щёлочной соли (Na₂CO₃) в алюминиевом сосуде следует оценить возможное химическое взаимодействие между алюминием (Al) и щёлочной средой.
Алюминий – металл, характеризующийся амфотерностью. Он способен как окисляться в кислой, так и в сильно щёлочной среде. При наличии щёлочи алюминий может подвергаться коррозии за счёт образования алюмината. В присутствии воды и ионов OH⁻ алюминий может реагировать по схеме:
2Al + 2OH⁻ + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ (условно, если в растворе присутствует NaOH, образующийся в результате гидролиза Na₂CO₃)
Даже если сам по себе карбонат натрия не является настолько агрессивной щёлочью, его склонность к гидролизу и образование OH⁻ может создавать условия, при которых алюминий подвергнется атаке, особенно если сода содержит примесь влаги (а порошок Na₂CO₃ обладает гигроскопичностью).
Исходя из этого, в домашних условиях не рекомендуется хранить карбонат натрия (соду) в алюминиевых сосудах, так как:
• При попадании влаги может образовываться слабый щёлочной раствор, который способен разъедать алюминий.
• Постепенная коррозия алюминия может привести не только к изменению свойств сосуда, но и к попаданию продуктов реакции в соду.
──────────────────────────────
Ответ:
1. Моющие свойства кальцинированной соды объясняются её способностью, при растворении в воде, образовывать щёлочной раствор (за счёт реакции гидролиза и формирования OH⁻), который способствует эмульгации и мыловарению жиров и масел.
2. Хранить соду (Na₂CO₃) в алюминиевом сосуде не рекомендуется, поскольку в присутствии небольшого количества влаги щёлочная среда может вызвать коррозию алюминия и образование алюмината, что негативно скажется как на сосуде, так и на качестве соды.