Volcán de bicarbonato: explicación

 











El experimento del vinagre y el bicarbonato es la primera toma de contacto de muchos con la Química. Pero, ¿qué pasa ahí?

Vamos a ponerle nombre a las cosas …

El vinagre es ácido y huele como huele debido a que contiene un porcentaje (entorno al 3%) de ácido acético. El ácido acético (CH3COOH) es esto:

El bicarbonato sódico también se conoce como hidrogenocarbonato de sodio. Es esto:

NaHCO3

Hemos mencionado un concepto químico importantísimo: “el vinagre es ácido”. 
¿Qué es un ácido? Para Brønsted:

Ácido es un sustancia que pierde protones (H+) o acepta hidroxilos (OH-). Por ejemplo:

HCl → H⁺ + Cl^-

Fe³⁺ + 3OH^- ↔ Fe(OH)₃

Contrario al concepto de ácido, el concepto de base (una especie de ying-yang químico). Para Brønsted:

Base es una sustancia que gana protones o pierde hidroxilos. Por ejemplo:

NaOH → Na⁺ + OH^-

H⁺ + F^- ↔ HF

 

Destacar que la flecha de la reacción puede ser → (solo se da en ese sentido) o ↔ (se da en ambos sentidos).
 

¿Qué carácter tiene el ácido acético? El propio nombre nos lo dice:

CH3COOH → CHCOO^- + H⁺

Los hidrógenos (H) pueden ser lábiles (si con facilidad se separa de la molécula) o no. El ácido acético tiene tres hidrógeno no lábiles, es decir, no se separan. ¿Se pueden separar? ¡Claro!, pero necesitaríamos muchísima energía.




¿Y el bicarbonato? Bueno, decir que como es una sal, en agua se disocia. Quitamos el sodio, y nos queda el HCO3-. Vemos que puede hacer dos cosas:

Perder protones: HCO3^- ↔ CO3^2- + H⁺

Ganar protones: HCO3^- + H⁺ ↔ H₂CO₃

Cuando una especie se puede comportar como ácido y base, se dice que es anfótera.

Al añadir vinagre (ácido acético) al bicarbonato, ¿se comportará como ácido o base? El ácido acético da protones al bicarbonato, y como acepta protones, es una base.

HCO3^- + H⁺ ↔ H₂CO₃

O sea, al mezcla vinagre y bicarbonato, producimos H2CO3 (ácido carbónico).

El problema es que el H2CO3 es inestable como él solo, como si todo estuviera cosido. Y nada más se forma, se disocia en CO2 y H2O. El CO2 (gas, dióxido de carbono) es el burbujeo del volcán. 




 
Además de CO2, también se produce acetato de sodio, con el que se puede hacer un experimento muy interesante que veremos más adelante.



Si en vez de vinagre echamos limón o naranja, también se da la reacción. Los cítricos no contienen ácido acético, pero sí ácido cítrico.