CO2 + NaOH: phương trình, sản phẩm Na2CO3 và NaHCO3

Trả lời nhanh

Khi NaOH dư, CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; khi CO₂ dư, CO₂ + NaOH → NaHCO₃. Sản phẩm phụ thuộc tỉ lệ số mol n(NaOH) : n(CO₂): tỉ lệ từ 2 trở lên cho muối trung hoà Na₂CO₃, tỉ lệ từ 1 trở xuống cho muối axit NaHCO₃, nằm giữa 1 và 2 thì thu được hỗn hợp cả hai muối.

Hai phương trình cần nhớ

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (NaOH dư hoặc vừa đủ theo tỉ lệ 1 : 2)
CO₂ + NaOH → NaHCO₃ (CO₂ dư, tỉ lệ 1 : 1)

Hai phản ứng này đều xảy ra trong dung dịch ở điều kiện thường. Chúng là phản ứng của oxit axit với bazơ tan, tạo muối và nước (hoặc chỉ tạo muối axit).

Muốn nhớ lâu, em hãy hình dung CO₂ khi tan trong nước tạo axit cacbonic H₂CO₃, là axit hai nấc. Một phân tử H₂CO₃ có thể nhường một hoặc hai ion H⁺ cho OH⁻, nên tạo ra muối axit hoặc muối trung hoà.

Cách xét tỉ lệ T để biết sản phẩm

Đặt T = n(NaOH) : n(CO₂).

Giá trị T	Sản phẩm	Chất dư
T ≤ 1	Chỉ NaHCO₃	CO₂ dư (hoặc vừa đủ khi T = 1)
1 < T < 2	Hỗn hợp NaHCO₃ và Na₂CO₃	Cả hai phản ứng hết
T ≥ 2	Chỉ Na₂CO₃	NaOH dư (hoặc vừa đủ khi T = 2)

Hiện tượng khi làm thí nghiệm

Dung dịch NaOH và dung dịch muối tạo thành đều không màu nên phản ứng không có hiện tượng quan sát rõ.
Nếu nhỏ vài giọt phenolphtalein vào NaOH thì dung dịch có màu hồng; sục CO₂ đủ nhiều làm màu hồng nhạt dần rồi mất màu vì NaOH bị tiêu thụ.
Phản ứng toả nhiệt nhẹ, nhiệt độ dung dịch tăng không đáng kể.

Ứng dụng thực tế

Dung dịch kiềm như NaOH được dùng để hấp thụ khí CO₂ trong phòng thí nghiệm và trong một số thiết bị lọc khí. Muối Na₂CO₃ (soda) dùng trong sản xuất thuỷ tinh, xà phòng; NaHCO₃ (baking soda) dùng làm bột nở, thuốc giảm axit dạ dày.

Bài tập có lời giải

Bài 1. Sục 2,479 lít CO₂ (đkc, 24,79 lít/mol) vào 150 ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lượng muối thu được.

n(CO₂) = 2,479 : 24,79 = 0,1 mol; n(NaOH) = 0,15 × 1 = 0,15 mol.
T = 0,15 : 0,1 = 1,5, nằm giữa 1 và 2, nên thu được hai muối.
Gọi x, y là số mol Na₂CO₃ và NaHCO₃. Bảo toàn C: x + y = 0,1. Bảo toàn Na: 2x + y = 0,15. Giải ra x = y = 0,05.
Khối lượng muối: 0,05 × 106 + 0,05 × 84 = 5,3 + 4,2 = 9,5 gam.

Bài 2. Hấp thụ hoàn toàn 0,1 mol CO₂ vào dung dịch chứa 0,3 mol NaOH. Tính khối lượng chất rắn khan thu được khi cô cạn.

T = 0,3 : 0,1 = 3, lớn hơn 2 nên NaOH dư, chỉ tạo Na₂CO₃.
n(Na₂CO₃) = n(CO₂) = 0,1 mol; NaOH dư = 0,3 − 0,2 = 0,1 mol.
Khối lượng chất rắn = 0,1 × 106 + 0,1 × 40 = 10,6 + 4 = 14,6 gam.

Lỗi sai thường gặp

Luôn viết sản phẩm là Na₂CO₃ mà không xét tỉ lệ mol.
Quên tính NaOH dư khi đề hỏi khối lượng chất rắn khan.
Cân bằng sai: viết CO₂ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O thiếu hệ số 2 trước NaOH.
Nhầm đơn vị thể tích khi đổi sang mol.

Mẹo nhớ

Em nhớ: kiềm nhiều ra muối trung hoà (Na₂CO₃), CO₂ nhiều ra muối axit (NaHCO₃). Nếu CO₂ tiếp tục dư sau khi tạo Na₂CO₃, muối này chuyển thành NaHCO₃ theo phản ứng Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃.

Câu hỏi tự luyện

Cho 0,05 mol CO₂ tác dụng với 0,05 mol NaOH. Sản phẩm là gì? Đáp án: T = 1 nên chỉ tạo NaHCO₃, 0,05 mol.
Viết phương trình khi sục CO₂ dư vào dung dịch Na₂CO₃. Đáp án: Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃.

Câu hỏi thường gặp

CO2 tác dụng với NaOH tạo ra sản phẩm gì?

Tạo Na2CO3 và H2O khi NaOH dư, hoặc tạo NaHCO3 khi CO2 dư, hoặc hỗn hợp hai muối khi tỉ lệ mol nằm giữa 1 và 2.

Làm sao biết phản ứng tạo muối nào?

Tính tỉ lệ T = n(NaOH) : n(CO2) rồi so sánh với 1 và 2 để biết sản phẩm.

Phản ứng CO2 + NaOH có hiện tượng gì?

Không có hiện tượng rõ rệt vì cả chất tham gia và sản phẩm đều tan, không màu; có thể dùng phenolphtalein để theo dõi.

Na2CO3 và NaHCO3 khác nhau thế nào?

Na2CO3 là muối trung hoà, còn NaHCO3 là muối axit; hai muối có thể chuyển hoá qua lại khi thêm CO2 hoặc kiềm.