Trả lời nhanh
Phương trình đúng là NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O. Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường, có sủi bọt khí không màu. Bản chất: NaHSO4 điện li ra H+ (như một axit mạnh) và H+ này phản ứng với HCO3– giải phóng CO2.
Phương trình hoá học
NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O
- Điều kiện: nhiệt độ thường, hai chất ở dạng dung dịch.
- Hiện tượng: có bọt khí không màu, không mùi thoát ra (CO2). Dung dịch trong suốt vì Na2SO4 tan.
- Loại phản ứng: trao đổi ion, muối axit tác dụng với muối axit.
Kiểm tra cân bằng
Hệ số của phương trình đều bằng 1, ta đếm nguyên tử hai vế để chắc chắn:
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phphải |
|---|---|---|
| Na | 1 + 1 = 2 | 2 (trong Na2SO4) |
| H | 1 + 1 = 2 | 2 (trong H2O) |
| C | 1 | 1 |
| S | 1 | 1 |
| O | 3 + 4 = 7 | 4 + 2 + 1 = 7 |
Vì sao phản ứng xảy ra?
Khi hoà tan, NaHSO4 điện li hoàn toàn cả hai nấc đầu tiên theo cách thường gặp ở chương trình phổ thông:
NaHSO4 → Na+ + H+ + SO42-
NaHCO3 → Na+ + HCO3–
Ion HCO3– là ion lưỡng tính, gặp H+ sẽ cho axit cacbonic kém bền, phân huỷ ngay thành CO2 và H2O. Chất khí thoát ra khỏi dung dịch nên phản ứng xảy ra đến cùng.
Phương trình ion thu gọn: H+ + HCO3– → CO2↑ + H2O
Các ion Na+ và SO42- không tham gia phản ứng, chỉ là ion “khán giả”.
Mẹo nhớ và lưu ý
- Cứ thấy NaHSO4, hãy coi nó như dung dịch axit mạnh (có H+, pH < 7). Nó đuổi được CO2 khỏi muối cacbonat và hiđrocacbonat giống như HCl hay H2SO4 loãng.
- Với NaHCO3, H+ chỉ cần 1 mol cho 1 mol HCO3– để ra CO2 ngay. Với Na2CO3 thì phải qua bước tạo HCO3– trước, nên thứ tự cho chất vào nhau mới quan trọng. Với NaHCO3 thì không có sự khác biệt đó.
- Lỗi hay gặp: viết sản phẩm là H2CO3. Trong phương trình ta viết CO2 và H2O vì H2CO3 không bền.
- Lỗi khác: viết NaHSO4 thành “NaSO4” hoặc tạo kết tủa. Cả hai muối đều tan, sản phẩm không có kết tủa.
Phân biệt với các phản ứng gần giống
| Phản ứng | Sản phẩm |
|---|---|
| NaHCO3 + NaOH | Na2CO3 + H2O (HCO3– đóng vai trò axit) |
| NaHCO3 + NaHSO4 | Na2SO4 + CO2 + H2O (HCO3– đóng vai trò bazơ) |
| NaHCO3 + Ba(OH)2 dư | BaCO3↓ + NaOH + H2O |
Bảng trên cho thấy tính lưỡng tính của ion HCO3–: gặp bazơ thì nhường H+, gặp axit thì nhận H+.
Ứng dụng
NaHSO4 có trong một số chất tẩy rửa dạng bột, còn NaHCO3 (baking soda) dùng làm bột nở. Khi trộn chung trong nước, khí CO2 sinh ra tạo bọt, đó là nguyên lý của nhiều loại viên sủi và bột tẩy cặn.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 8,4 gam NaHCO3 tác dụng với lượng dư dung dịch NaHSO4. Tính thể tích CO2 (đktc).
Giải: n(NaHCO3) = 8,4 : 84 = 0,1 mol. Theo tỉ lệ 1 : 1 thì n(CO2) = 0,1 mol, V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
Bài 2. Trộn dung dịch chứa 0,1 mol NaHCO3 với dung dịch chứa 0,06 mol NaHSO4. Tính thể tích CO2 (đktc).
Giải: n(H+) = 0,06 mol, n(HCO3–) = 0,1 mol, nên H+ hết, HCO3– dư. n(CO2) = 0,06 mol, V = 0,06 × 22,4 = 1,344 lít.
Bài 3. Cần bao nhiêu gam NaHSO4 (M = 120) để phản ứng vừa đủ với 4,2 gam NaHCO3? Khối lượng Na2SO4 (M = 142) tạo thành là bao nhiêu?
Giải: n(NaHCO3) = 4,2 : 84 = 0,05 mol, nên n(NaHSO4) = 0,05 mol, khối lượng = 0,05 × 120 = 6 gam. n(Na2SO4) = 0,05 mol, khối lượng = 0,05 × 142 = 7,1 gam.
Câu hỏi thường gặp
NaHCO3 tác dụng với NaHSO4 tạo ra chất gì?
Tạo natri sunfat (Na2SO4), khí cacbon đioxit (CO2) và nước: NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O.
Hiện tượng khi cho NaHCO3 vào dung dịch NaHSO4 là gì?
Có bọt khí không màu, không mùi (CO2) sủi lên, dung dịch vẫn trong suốt vì không tạo kết tủa.
Phương trình ion thu gọn của phản ứng là gì?
H+ + HCO3- → CO2↑ + H2O. Ion Na+ và SO4(2-) không tham gia phản ứng.
Vì sao NaHSO4 phản ứng được với NaHCO3?
Vì NaHSO4 khi tan cho ion H+ nên có tính axit mạnh, còn HCO3- nhận H+ tạo H2CO3 rồi phân huỷ thành CO2 và H2O.