(NH2)2CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + NH3: phương trình, hiện tượng, bài tập
Lớp 11Hóa học

(NH2)2CO + Ca(OH)2 → CaCO3 + NH3: phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình: (NH2)2CO + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NH3↑ (đun nóng, trong dung dịch). Urê bị thủy phân trong môi trường kiềm thành amoni cacbonat, chất này phản ứng tiếp với Ca(OH)2. Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng CaCO3 và có khí mùi khai thoát ra làm quỳ tím ẩm hóa xanh.

Phương trình hóa học

Urê (cacbamit) có công thức (NH2)2CO, khối lượng mol 60 g/mol. Khi đun nóng urê với dung dịch nước vôi trong hoặc sữa vôi, ta có:

(NH2)2CO + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NH3↑ (t°)

Chất Vai trò Trạng thái / màu
(NH2)2CO Chất tham gia (bị thủy phân) Tinh thể trắng, tan tốt trong nước
Ca(OH)2 Chất tham gia (môi trường kiềm, cung cấp Ca2+) Dung dịch trong hoặc huyền phù trắng
CaCO3 Sản phẩm Kết tủa trắng
NH3 Sản phẩm Khí không màu, mùi khai, nhẹ hơn không khí

Vì sao phản ứng xảy ra? Cơ chế hai bước

Urê là amit của axit cacbonic nên bị thủy phân khi đun nóng, nhất là khi có axit hoặc kiềm. Phản ứng thực chất gồm hai bước:

  1. Thủy phân urê: (NH2)2CO + 2H2O → (NH4)2CO3
  2. Muối amoni cacbonat tác dụng với kiềm: (NH4)2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NH3↑ + 2H2O

Cộng hai phương trình rồi giản ước 2H2O ở hai vế, ta thu được phương trình tổng quát ở trên. Lực đẩy của phản ứng là hai yếu tố: CaCO3 rất ít tan (kết tủa) và NH3 bay ra khỏi dung dịch khi đun nóng.

Cân bằng phương trình

Đếm nguyên tử hai vế:

Nguyên tố Vế trái Vế phải
C 1 1 (trong CaCO3)
N 2 2 (trong 2NH3)
H 4 + 2 = 6 2 × 3 = 6
O 1 + 2 = 3 3
Ca 1 1

Mẹo: nhìn hai nguyên tử N ở urê thì biết cần hệ số 2 trước NH3; sau đó C, O, Ca, H tự cân bằng. Lỗi hay gặp là viết NH3 không hệ số hoặc quên rằng không cần H2O trong phương trình tổng.

Điều kiện và hiện tượng nhận biết

  • Điều kiện: dung dịch, đun nóng. Ở nhiệt độ thường phản ứng xảy ra rất chậm.
  • Hiện tượng: dung dịch vẩn đục do kết tủa trắng CaCO3; có khí mùi khai bay ra.
  • Nhận biết khí: đưa mẩu quỳ tím ẩm lên miệng ống nghiệm thấy quỳ chuyển xanh; hoặc đưa đũa thủy tinh tẩm HCl đặc thấy khói trắng NH4Cl.

Ý nghĩa thực tế: vì sao không trộn urê với vôi?

Trong nông nghiệp, nếu bón urê cùng vôi bột hoặc tro bếp (có tính kiềm) thì đạm dễ chuyển thành NH3 bay mất, cây hấp thụ ít đạm và đất bị hao dinh dưỡng. Vì vậy nên bón vôi trước để khử chua, cách vài ngày rồi mới bón urê.

So sánh với muối amoni khác

Với muối amoni, ví dụ (NH4)2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2NH3↑ + 2H2O (t°), khí NH3 thoát ra ngay. Với urê, phản ứng cần thêm bước thủy phân nên chậm hơn và buộc phải đun nóng. Đặc điểm riêng của urê là sản phẩm có kết tủa CaCO3 do gốc cacbonat sinh ra từ thủy phân; NH4NO3 thì không cho kết tủa với Ca(OH)2. Nhờ đó có thể phân biệt urê với NH4NO3 bằng nước vôi trong đun nóng.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Đun nóng 6 gam urê với lượng dư dung dịch Ca(OH)2 (phản ứng hoàn toàn). Tính khối lượng CaCO3 và khối lượng NH3 tạo thành.

Đáp án: nurê = 6 : 60 = 0,1 mol. Theo phương trình, nCaCO3 = 0,1 mol → m = 0,1 × 100 = 10 g; nNH3 = 0,2 mol → m = 0,2 × 17 = 3,4 g.

Bài 2. Thủy phân hoàn toàn 30 gam urê trong sữa vôi dư, đun nóng. Tính thể tích khí NH3 ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar; 1 mol khí chiếm 24,79 lít) và khối lượng Ca(OH)2 tối thiểu cần dùng.

Đáp án: nurê = 30 : 60 = 0,5 mol. nNH3 = 1 mol → V = 24,79 lít. nCa(OH)2 = 0,5 mol → m = 0,5 × 74 = 37 g.

Bài 3. Có hai lọ mất nhãn đựng dung dịch urê và dung dịch NH4NO3. Nêu cách phân biệt.

Đáp án: Lấy mẫu thử, thêm dung dịch Ca(OH)2 dư rồi đun nóng. Mẫu nào vừa có khí mùi khai vừa có kết tủa trắng là urê; mẫu chỉ có khí mùi khai, không kết tủa là NH4NO3.

Ghi nhớ nhanh

  • (NH2)2CO + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NH3↑ (đun nóng).
  • Tỉ lệ mol urê : Ca(OH)2 : CaCO3 : NH3 = 1 : 1 : 1 : 2.
  • Bản chất: urê → (NH4)2CO3 → CaCO3 + NH3.
  • Không bón urê cùng vôi để tránh thất thoát đạm.

Câu hỏi thường gặp

(NH2)2CO + Ca(OH)2 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo kết tủa trắng CaCO3 và khí NH3 mùi khai: (NH2)2CO + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2NH3↑ khi đun nóng trong dung dịch.

Phản ứng urê với Ca(OH)2 cần điều kiện gì?

Cần có nước và đun nóng. Urê trước hết bị thủy phân thành (NH4)2CO3 rồi mới phản ứng với Ca(OH)2; ở nhiệt độ thường phản ứng rất chậm.

Vì sao không nên bón urê cùng vôi bột?

Môi trường kiềm làm urê chuyển thành NH3 bay hơi, gây mất đạm. Nên bón vôi trước, cách một thời gian rồi mới bón urê.

Làm sao nhận biết khí sinh ra là NH3?

Khí NH3 có mùi khai, làm quỳ tím ẩm hóa xanh và tạo khói trắng NH4Cl khi gặp đũa thủy tinh tẩm HCl đặc.

Bài học liên quan