1. Phương trình phản ứng NaHCO3 ra BaCO3:
2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
Đây là phản ứng hóa học giữa natri bicarbonate và bari hydroxit. Natri bicarbonate, còn được gọi là baking soda, là một hợp chất có chứa natri, hydro, carbon và oxy. Bari hydroxit là một hợp chất có chứa bari, oxy và hydro. Khi hai hợp chất này phản ứng, chúng tạo ra bari cacbonat, natri cacbonat và nước. Bari cacbonat là một chất rắn màu trắng không hòa tan trong nước. Natri cacbonat, còn được gọi là tro soda, là một loại bột màu trắng hòa tan trong nước. Nước là một chất lỏng cần thiết cho sự sống.
Phương trình cho phản ứng này là:
2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
Phương trình này cho thấy hai mol natri bicarbonate và một mol bari hydroxit phản ứng tạo thành một mol bari cacbonat, một mol natri cacbonat và hai mol nước. Mol là một đơn vị đo lượng chất về số lượng nguyên tử hoặc phân tử. Các hệ số ở phía trước các hợp chất cho biết số mol của từng chất liên quan đến phản ứng. Mũi tên chỉ hướng của phản ứng, từ chất phản ứng đến sản phẩm.
2. Phân tích Phương trình phản ứng NaHCO3 ra BaCO3:
2.1. Điều kiện xảy ra phản ứng NaHCO3 ra BaCO3:
– Nhiệt độ: Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc nóng hơn. Nếu nhiệt độ quá cao, có thể xảy ra phản ứng phân hủy của các chất trong phương trình, làm giảm hiệu suất phản ứng.
– Môi trường: Phản ứng này xảy ra trong môi trường kiềm, do đó cần có đủ lượng dung dịch Ba(OH)2 để tạo ra môi trường kiềm cần thiết. Nếu môi trường quá axit, có thể xảy ra phản ứng khử của các chất trong phương trình, làm giảm hiệu suất phản ứng.
– Nồng độ: Phản ứng này xảy ra khi nồng độ của các chất trong phương trình đủ cao để tạo ra sự va chạm giữa các phân tử. Nếu nồng độ quá thấp, tốc độ phản ứng sẽ rất chậm hoặc không xảy ra.
– Xúc tác: Phản ứng này không cần có xúc tác để xảy ra, nhưng có thể dùng một số chất như MnO2, Fe2O3, CuO để tăng tốc độ phản ứng bằng cách giảm năng lượng kích hoạt cần thiết cho phản ứng.
2.2. Cách nhận biết phản ứng NaHCO3 ra BaCO3:
Phản ứng 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O là một phản ứng trao đổi ion kép giữa muối bicacbonat của natri và muối hiđroxit của bari. Để nhận biết phản ứng này, ta có thể dựa vào những dấu hiệu sau:
– Phản ứng xảy ra trong dung dịch nước, vì các chất tham gia và sản phẩm đều tan trong nước.
– Phản ứng tạo ra khí cacbon điôxít (CO2), vì các chất bicacbonat đều phân hủy thành CO2 và H2O khi tác dụng với bazơ mạnh như Ba(OH)2. Ta có thể nhận biết khí CO2 bằng cách cho khí đi qua dung dịch nước vôi trong (Ca(OH)2), nếu có kết tủa trắng kém tan là canxi cacbonat (CaCO3) thì khí là CO2.
– Phản ứng tạo ra kết tủa trắng không tan là bari cacbonat (BaCO3), vì BaCO3 là một muối ít tan trong nước. Ta có thể nhận biết kết tủa này bằng cách cho kết tủa vào dung dịch axit loãng, nếu có sủi bọt khí CO2 thì kết tủa là BaCO3.
2.3. Thực hiện phản ứng 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O:
Để thực hiện phản ứng 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O, bạn cần chuẩn bị các chất phản ứng và các dụng cụ thí nghiệm, natri bicacbonat (NaHCO3), bari hidroxit (Ba(OH)2), cốc thủy tinh, ống nghiệm, giấy quỳ và bình đựng khí, một nguồn nhiệt để đun nóng dung dịch.
Các bước thực hiện như sau:
Bước 1: Hòa tan một lượng NaHCO3 vào nước để tạo dung dịch A. Bạn có thể kiểm tra độ chua-bazơ của dung dịch bằng giấy quỳ. Dung dịch A sẽ có tính bazơ yếu.
Bước 2: Hòa tan một lượng Ba(OH)2 vào nước để tạo dung dịch B. Có thể kiểm tra độ chua-bazơ của dung dịch bằng giấy quỳ. Dung dịch B sẽ có tính bazơ mạnh.
Bước 3: Trộn dung dịch A và dung dịch B trong cốc thủy tinh. Khi đó, sẽ xảy ra phản ứng trao đổi ion giữa các chất trong dung dịch, tạo ra kết tủa trắng là BaCO3 và dung dịch C chứa Na2CO3.
Bước 4: Lọc kết tủa BaCO3 ra khỏi dung dịch C. Sấy khô kết tủa để thu được chất rắn BaCO3.
Bước 5: Đun nóng dung dịch C trong ống nghiệm và kết nối với bình đựng khí. Khi đó, sẽ xảy ra phản ứng phân hủy của Na2CO3, tạo ra khí CO2 và NaOH. Thu được khí CO2 trong bình đựng khí và kiểm tra tính chất của nó bằng cách cho qua dung dịch phenolphtalein hoặc nước vôi trong. Khí CO2 sẽ làm cho dung dịch phenolphtalein mất màu hồng hoặc làm kết tủa trắng với nước vôi trong.
Bước 6: Để lại dung dịch NaOH trong ống nghiệm để nguội. Kiểm tra độ chua-bazơ của dung dịch bằng giấy quỳ. Dung dịch NaOH sẽ có tính bazơ mạnh.
2.4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng:
– Bản chất của NaHCO3 (Natri hidrocacbonat)
NaHCO3 là hợp chất lưỡng tính tác dụng được với các dung dịch kiềm.
– Bản chất của Ba(OH)2 (Bari hidroxit)
Ba(OH)2 là bazo mạnh tác dụng được với muối.
2.5. Phương trình ion của phương trình 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O:
Phương trình ion của phương trình 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O là một cách biểu diễn quá trình phản ứng hóa học giữa hai chất bằng cách chỉ ghi những ion tham gia vào phản ứng. Phương trình ion có thể giúp ta nhận biết được loại phản ứng, tính chất của các chất và sản phẩm, cũng như cân bằng số nguyên tử và điện tích của các ion. Để viết được phương trình ion, ta cần biết công thức của các chất, trạng thái phân tử hay ion của chúng trong dung dịch, và quy tắc viết phương trình ion. Phương trình ion của phương trình 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O có thể được viết như sau:
2Na+ (aq) + 2HCO3- (aq) + Ba2+ (aq) + 2OH- (aq) → BaCO3 (s) + 2Na+ (aq) + CO3(2-) (aq) + 2H2O (l)
Trong đó, aq là ký hiệu cho dung dịch nước, s là ký hiệu cho chất rắn, và l là ký hiệu cho chất lỏng. Các ion không thay đổi trong quá trình phản ứng được gọi là ion khánh, và có thể được lược bỏ để thu được phương trình ion rút gọn. Phương trình ion rút gọn của phương trình 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O là:
HCO3- (aq) + Ba2+ (aq) + OH- (aq) → BaCO3 (s) + CO3- (aq) + H2O (l)
2.6. Cân bằng phương trình NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + H2O:
Để cân bằng phương trình NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + H2O, ta cần tuân theo các bước sau:
– Xác định số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phản ứng. Trong trường hợp này, ta có:
Na: 1 bên trái, 2 bên phải
H: 1 bên trái, 2 bên phải
C: 2 bên trái, 2 bên phải
O: 7 bên trái, 7 bên phải
Ba: 1 bên trái, 1 bên phải
– Chọn một nguyên tố có số nguyên tử khác nhau ở hai bên để điều chỉnh hệ số. Trong trường hợp này, ta chọn Na. Để cân bằng số nguyên tử Na, ta nhân hệ số 2 cho NaHCO3:
2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + H2O
– Kiểm tra lại số nguyên tử của các nguyên tố còn lại. Ta thấy rằng số nguyên tử H cũng khác nhau ở hai bên (4 bên trái, 2 bên phải). Để cân bằng số nguyên tử H, ta nhân hệ số 2 cho H2O:
2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
– Kiểm tra lại lần cuối số nguyên tử của tất cả các nguyên tố. Ta thấy rằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố đã bằng nhau ở hai bên. Do đó, phương trình đã được cân bằng:
2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
2.7. Ứng dụng của phản ứng 2NaHCO3+ Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O trong cuộc sống:
Phản ứng này có thể được sử dụng để kiểm tra sự hiện diện của khí carbon dioxide, vì nó tạo thành kết tủa trắng của bari cacbonat khi sủi bọt qua dung dịch bari hidroxit. Điều này được gọi là thử nghiệm nước vôi. Phản ứng này cũng có ứng dụng trong cuộc sống, ví dụ như làm mềm nước cứng tạm thời, làm chất khử trong công nghiệp dệt, làm chất tẩy rửa trong sinh hoạt, v.v.
2.8. Tính chất hóa học của NaHCO3 (Natri hidrocacbonat):
NaHCO3 là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước dễ bị nhiệt phân hủy tạo ra Na2CO3 và khí CO2.
– Nhiệt phân tạo thành muối và giải phóng CO2: 2NaHCO3 → Na2CO3 +CO2↑ + H2O
– Thủy phân tạo thành môi trường bazo yếu: NaHCO3 + H2O → NaOH + H2CO3
– Tác dụng với axit mạnh tạo thành muối và nước
– Tác dụng với Axit Sunfuric: 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4+ 2H2O + 2CO2
– Tác dụng với axit Clohiric: NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
– Tác dụng với bazo tạo thành muối mới và bazo mới
– Tác dụng với Ca(OH)2: NaHCO3+ Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH + H2O.
– Tác dụng với NaOH: NaHCO3 + NaOH → H2O + Na2CO3
3. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1: Cho dung dịch Ba(OH)2 tác dụng NaHCO3 có hiện tượng gì?
A. Không hiện tượng gì
B. Kết tủa trắng
C. Kết tủa trắng xanh
D. Có khí không màu thoát ra
Câu 2: Cặp chất nào sau đây không thể tồn tại trong cùng một dung dịch
A. NaHCO3, Ba(OH)2
B. KCl, Na2SO4
C. CaCl2, NaNO3
D. ZnSO4, H2SO4
Câu 3: Cho các chất sau đây MCl, NaCl, Ca(OH)2, Na2CO3, NaHCO3. Số chất có thể làm mềm nước cứng tạm thời là
A. 5.
B. 3.
C. 2.
D. 1
Câu 4: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về 2 muối NaHCO3 và Na2CO3?
A. Cả 2 muối đều dễ bị nhiệt phân
B. Cả 2 muối đều tác dụng với axit mạnh giải phóng khí CO2.
C. Cả 2 muối đều thủy phân tạo môi trường kiềm yếu
D. Cả 2 muối đều có thể tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 tạo kết tủa.
4. Hướng dẫn lời giải:
Câu 1:
Đáp án: B. kết tủa trắng
Câu 2:
Đáp án: A. NaHCO3, Ba(OH)2
Câu 3:
Đáp án: C. 2
Câu 4:
Đáp án: A. CẢ 2 muối đều dễ bị nhiệt phân.
