CO2 + NaOH → NaHCO3 | CO2 ra NaHCO3 | NaOH ra NaHCO3

Phản ứng CO₂ + NaOH → NaHCO₃

1. Phương trình phản ứng NaOH ra NaHCO₃

CO₂ + NaOH → NaHCO₃

2. Điều kiện phản ứng CO₂ ra NaHCO₃

Khi cho CO₂ tác dụng với dung dịch NaOH đều xảy ra 3 khả năng tạo muối:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃+ H₂O (1)

CO2 + NaOH → NaHCO₃ (2)

Đặt T = n_NaOH/nCO₂

Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Na₂CO₃

Nếu T = 1 : chỉ tạo muối NaHCO₃

Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối NaHCO₃ và Na₂CO₃

Như vậy để xảy ra phương trình phản ứng (1) thì T = 2

Để phản ứng CO₂ tác dụng NaOH ra muối NaHCO₃ thì số mol của NaOH và CO₂ bằng nhau.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của CO₂ (Cacbon dioxit)

CO₂ là oxit axit tác dụng với dung dịch bazo tạo thành muối và nước.

3.2. Bản chất của NaOH (Natri hidroxit)

NaOH là một bazo mạnh phản ứng được với oxit axit.

4. Mở rộng kiến thức về CO₂

4.1. Tính chất vật lý

- Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí.

- Tan ít trong nước.

- CO₂ khi bị làm lạnh đột ngột là thành phần chính của nước đá khô. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm.

4.2. Tính chất hóa học

Khí CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.

a. CO₂ là oxit axit

- CO₂ tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu):

CO₂ (k) + H₂O (l) ⇔ H₂CO₃ (dd)

- CO₂ tác dụng với oxit bazơ → muối:

CaO + CO₂ → CaCO₃ (tº)

- CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm → muối + (H₂O)

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

Phản ứng của CO₂ với dung dịch kiềm tạo thành muối nào tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol của 2 chất tham gia phản ứng.

b. CO₂ bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và tác dụng được với các chất khử mạnh

2CO₂ ⇔ 2CO + O₂ (tº)

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C (Đây là nguyên nhân không sử dụng CO₂ để dập tắt các đám cháy kim loại)

CO₂ + C → 2CO

c. CO₂ còn được dùng để sản xuất ure

CO₂ + 2NH₃ → NH₄O - CO - NH₂ (amoni cacbamat)

NH₄O - CO - NH₂ → H₂O + (NH₂)₂CO (180ºC; 200at)

4.3. Điều chế

- Quá trình hô hấp của người và động vật:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

- Quá trình lên men bia rượu:

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

- Quá trình đốt cháy nhiên liệu:

C_xH_y + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2 H₂O

- Trong công nghiệp:

C + O₂ → CO₂ (đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí)

CaCO₃ → CaO + CO₂ (1000ºC)

- Trong phòng thí nghiệm:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

4.4. Ứng dụng

Khí co2 được dùng để làm lạnh, bảo quản thực phẩm, tạo ra nước soda và nhiều sản phẩm khác. Ngoài ra CO2 có vai trò trong quá trình quang hợp của thực vật và trong chu trình phát thải cacbon của Trái Đất. Khí co2 có tác dụng vô cùng trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ trái đất, tạo ra sự chuyển hóa của các chất hữu cơ và tham gia vào nhiều quá trình công nghiệp khác.

5. Tính chất hóa học của NaOH

5.1. Làm đổi màu chất chỉ thị

Dung dịch NaOH làm quỳ tím chuyển thành màu xanh.

Dung dịch NaOH làm phenolphthalein không màu chuyển sang màu đỏ, đổi màu methyl da cam thành màu vàng.

5.2. Natri hidroxit tác dụng với oxit axit

Khi tác dụng với axit và oxit axit trung bình, yếu thì tùy theo tỉ lệ mol các chất tham gia mà muối thu được có thể là muối axit, muối trung hòa hay cả hai.

Phản ứng với oxit axit: NO₂, SO₂, CO₂...

Ví dụ:

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂→ Na₂CO₃ + H₂O

3NaOH + P₂O₅ → Na₃PO₄↓ + 3H₂O

5.3. Natri hidroxit tác dụng với axit

Là một bazơ mạnh nên tính chất đặc trưng của NaOH là tác dụng với axit tạo thành muối tan và nước. Phản ứng này còn gọi là phản ứng trung hòa.

Ví dụ:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

3NaOH + H₃PO₄→ Na₃PO₄ + 3H₂O

2NaOH + H₂CO₃ → Na₂CO₃ + 2H₂O

5.4. Natri hidroxit tác dụng với muối

Natri hidroxit tác dụng với dung dịch muối tạo thành muối mới và bazơ mới.

Điều kiện để có phản ứng xảy ra: Muối tạo thành phải là muối không tan hoặc bazơ tạo thành phải là bazơ không tan.

Ví dụ:

2NaOH + MgCl₂ → 2NaCl + Mg(OH)₂

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃+ 3NaCl

5.5. Natri hidroxit tác dụng với một số phi kim như Si, C, P, S, Halogen

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H2↑

C + NaOH nóng chảy → 2Na + 2Na₂CO₃ + 3H₂↑

5.6. Dung dịch NaOH có khả năng hoà tan một hợp chất của kim loại lưỡng tính Al, Zn, Be Sn Pb

Ví dụ: Al, Al₂O₃, Al(OH)₃

2NaOH + 2Al + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

2NaOH + Al₂O₃→ 2NaAlO₂ + H₂O

NaOH + Al(OH)₃→ NaAlO₂ + 2H₂O

Chất được tạo ra trong dung dịch có thể chứa ion Na[Al(OH)₄], hoặc có thể viết

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

Tương tự, NaOH có thể tác dụng với kim loại Be, Zn, Sb, Pb, Cr và oxit và hiđroxit tương ứng của chúng.

6. Bài tập vận dụng

Câu 1. Phản ứng giữa hai chất nào dưới đây không tạo thành khí lưu huỳnh đioxit?

A. Na₂SO₃ và HCl

B. Na₂SO₃ và Ca(OH)₂

C. S và O₂

D. FeS₂ và O₂

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 2. Để nhận biết dung dịch NaOH và dung dịch Ba(OH)₂ ta dùng thuốc thử là:

A. Phenolphtalein

B. Quỳ tím

C. dung dịch H₂SO₄

D. dung dịch HCl

Lời giải:

Đáp án: C