NaOH + H3PO4: Phương trình, tỉ lệ tạo muối, bài tập

Trả lời nhanh

Khi NaOH dư hoặc đủ theo tỉ lệ 3 : 1, phản ứng là H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O. Vì H₃PO₄ là axit ba nấc nên nếu NaOH ít hơn, phản ứng có thể dừng ở NaH₂PO₄ hoặc Na₂HPO₄. Muối nào được tạo ra phụ thuộc vào tỉ lệ mol n_NaOH : n_H3PO4.

Phương trình phản ứng NaOH tác dụng H₃PO₄

Phản ứng giữa axit photphoric và natri hiđroxit là phản ứng trung hoà. Axit photphoric có 3 nguyên tử H có thể phân li nên NaOH lần lượt “lấy” từng H một.

Nấc 1: H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O
Nấc 2: H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O
Nấc 3: H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

Phương trình ion thu gọn của phản ứng tạo muối trung hoà: H₃PO₄ + 3OH⁻ → PO₄³⁻ + 3H₂O.

Điều kiện và hiện tượng

Điều kiện: xảy ra ở nhiệt độ thường, trong dung dịch, không cần xúc tác.
Hiện tượng: không có kết tủa hay khí bay ra, dung dịch vẫn trong suốt; hỗn hợp nóng lên nhẹ vì phản ứng trung hoà toả nhiệt. Muốn biết phản ứng đã xảy ra, ta dùng chất chỉ thị hoặc đo pH.

Xét tỉ lệ mol để biết tạo muối nào

Đặt T = n_NaOH / n_H3PO4. Mẹo nhớ: T càng lớn thì muối càng “mất nhiều H”.

Giá trị T	Sản phẩm
T ≤ 1	NaH₂PO₄ (nếu T < 1, H₃PO₄ còn dư)
1 < T < 2	NaH₂PO₄ và Na₂HPO₄
T = 2	Na₂HPO₄
2 < T < 3	Na₂HPO₄ và Na₃PO₄
T ≥ 3	Na₃PO₄ (nếu T > 3, NaOH còn dư)

Dù tạo muối nào, số mol H₂O sinh ra luôn bằng số mol NaOH đã phản ứng. Đây là chìa khoá để dùng bảo toàn khối lượng khi giải bài tập.

Tính chất của các muối tạo thành

NaH₂PO₄: muối axit, dung dịch có tính axit yếu (pH < 7).
Na₂HPO₄: muối axit nhưng dung dịch hơi kiềm (pH > 7).
Na₃PO₄: muối trung hoà, thuỷ phân mạnh nên dung dịch có tính kiềm rõ rệt.

Lưu ý: tên “muối axit” chỉ nói gốc axit còn H có khả năng phân li, không có nghĩa dung dịch luôn có pH nhỏ hơn 7.

Cách giải bài tập NaOH + H₃PO₄

Tính n_NaOH và n_H3PO4, rồi tính T.
Dựa vào bảng trên để xác định các muối.
Gọi ẩn cho số mol mỗi muối, lập hệ theo bảo toàn nguyên tố P (tổng mol muối = n_H3PO4) và bảo toàn Na (tổng mol Na trong muối = n_NaOH).
Tính khối lượng muối. Nhớ khối lượng mol: NaH₂PO₄ = 120; Na₂HPO₄ = 142; Na₃PO₄ = 164 (g/mol).

Bài luyện tập có đáp án

Bài 1. Cho 0,1 mol H₃PO₄ tác dụng với 0,25 mol NaOH. Tính khối lượng muối thu được.

Giải: T = 0,25 / 0,1 = 2,5, nằm giữa 2 và 3 nên tạo Na₂HPO₄ (x mol) và Na₃PO₄ (y mol). Ta có x + y = 0,1 và 2x + 3y = 0,25, suy ra y = 0,05; x = 0,05. Khối lượng = 0,05 × 142 + 0,05 × 164 = 7,1 + 8,2 = 15,3 g.

Bài 2. Hoà tan 9,8 g H₃PO₄ vào 200 mL dung dịch NaOH 0,5M. Muối thu được là gì, khối lượng bao nhiêu?

Giải: n_H3PO4 = 9,8 / 98 = 0,1 mol; n_NaOH = 0,2 × 0,5 = 0,1 mol. T = 1 nên chỉ tạo NaH₂PO₄: 0,1 mol, khối lượng 0,1 × 120 = 12 g.

Bài 3. Cần bao nhiêu mL dung dịch NaOH 1M để trung hoà hoàn toàn (tạo Na₃PO₄) 50 mL dung dịch H₃PO₄ 0,2M?

Giải: n_H3PO4 = 0,05 × 0,2 = 0,01 mol; n_NaOH = 3 × 0,01 = 0,03 mol; V = 0,03 / 1 = 0,03 L = 30 mL.

Lỗi sai thường gặp

Luôn viết sản phẩm là Na₃PO₄ mà không xét tỉ lệ mol.
Quên rằng khi T nằm giữa hai mốc nguyên thì thu được hỗn hợp hai muối.
Nhầm khối lượng mol của các muối (đếm sai số Na hoặc H).
Cân bằng thiếu: số H₂O phải bằng số NaOH đã phản ứng.

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài trước: KClO3 + HCl → Cl2 + KCl + H2O: cân bằng, điều kiện, hiện tượng. Bài sau: Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O: Cl2 ra clorua vôi, cách cân bằng.

Câu hỏi thường gặp

H3PO4 + NaOH tạo ra sản phẩm gì?

Tuỳ tỉ lệ mol, sản phẩm là NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4 hoặc hỗn hợp hai muối kề nhau, kèm theo nước. Khi tỉ lệ NaOH : H3PO4 bằng 3 : 1 thì tạo Na3PO4.

Phản ứng H3PO4 và NaOH có hiện tượng gì?

Không có kết tủa hoặc khí; dung dịch vẫn trong suốt và nóng lên nhẹ do phản ứng trung hoà toả nhiệt.

Na2HPO4 là muối axit hay muối trung hoà?

Na2HPO4 là muối axit vì gốc HPO4(2−) còn H có thể phân li. Tuy vậy dung dịch của nó vẫn hơi kiềm do gốc này thuỷ phân mạnh hơn phân li.

Làm sao nhớ nhanh các khối lượng mol của muối photphat natri?

Nhớ NaH2PO4 = 120, Na2HPO4 = 142, Na3PO4 = 164. Mỗi lần thay một H bằng Na, khối lượng mol tăng thêm 22 g/mol.