NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO: phương trình

Trả lời nhanh

Phương trình: NaClO + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HClO. Đây là phản ứng axit mạnh hơn đẩy axit yếu hơn ra khỏi muối: H₂CO₃ (sinh ra khi CO₂ tan trong nước) mạnh hơn HClO. Sản phẩm là muối axit NaHCO₃ vì HClO vẫn mạnh hơn ion HCO₃^–, nên không tạo Na₂CO₃.

Phương trình hoá học

NaClO + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HClO

Phương trình ion thu gọn: ClO^– + CO₂ + H₂O → HCO₃^– + HClO

Thông tin	Nội dung
Chất tham gia	Natri hipoclorit (NaClO), khí cacbon đioxit, nước
Sản phẩm	Natri hiđrocacbonat (NaHCO₃), axit hipoclorơ (HClO)
Điều kiện	Nhiệt độ thường; CO₂ được sục vào dung dịch NaClO (hoặc để dung dịch tiếp xúc không khí)
Hiện tượng	Không có kết tủa hay khí thoát ra rõ rệt; dung dịch bớt kiềm, mùi hắc của clo nhẹ có thể xuất hiện
Loại phản ứng	Trao đổi (không đổi số oxi hoá)

Cân bằng phương trình

Phương trình này đã cân bằng sẵn với hệ số 1 cho mọi chất. Ta kiểm tra số nguyên tử mỗi nguyên tố:

Na: 1 (trái) = 1 (phải)
Cl: 1 = 1
C: 1 = 1
H: 2 (trong H₂O) = 1 (NaHCO₃) + 1 (HClO) = 2
O: 1 + 2 + 1 = 4 (trái); 3 + 1 = 4 (phải)

Không nguyên tố nào thay đổi số oxi hoá (Cl vẫn +1, C vẫn +4), nên đây không phải phản ứng oxi hoá – khử.

Vì sao phản ứng xảy ra?

Khi CO₂ tan vào nước, một phần tạo H₂O + CO₂ ⇌ H₂CO₃. Đây là axit yếu nhưng vẫn mạnh hơn HClO. Theo quy tắc “axit mạnh hơn đẩy axit yếu hơn ra khỏi muối”, H₂CO₃ nhường H⁺ cho ion ClO^–, tạo HClO.

Có thể so sánh độ mạnh các axit liên quan theo thứ tự giảm dần:

H₂CO₃ > HClO > HCO₃^–

Thứ tự này giải thích cả việc sản phẩm là muối nào, ở phần tiếp theo.

Vì sao tạo NaHCO₃ mà không tạo Na₂CO₃?

Muốn tạo Na₂CO₃ thì ion HCO₃^– phải nhường tiếp H⁺ cho ClO^–. Nhưng HCO₃^– là axit rất yếu, yếu hơn HClO, nên không đẩy được HClO ra khỏi muối. Ngược lại, HClO còn có thể phản ứng với Na₂CO₃:

Na₂CO₃ + HClO → NaHCO₃ + NaClO

Vì vậy dù CO₂ dư hay thiếu, sản phẩm muối vẫn là NaHCO₃. Phản ứng 2NaClO + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + 2HClO là không xảy ra.

Ý nghĩa thực tế: nước Javel để lâu ngoài không khí

Nước Javel là hỗn hợp NaCl và NaClO trong nước. Khi mở nắp để lâu, CO₂ trong không khí tác dụng với NaClO tạo HClO. HClO có tính oxi hoá mạnh nên chính là chất tẩy trắng, sát khuẩn thật sự.

Lúc đầu, tác dụng tẩy trắng tăng nhờ lượng HClO sinh ra.
Sau đó HClO kém bền, bị ánh sáng phân huỷ: 2HClO → 2HCl + O₂ (ánh sáng). Dung dịch mất dần tác dụng.
Vì thế nước Javel cần đậy kín, để nơi tối, mát.

Lưu ý an toàn: không trộn nước Javel với axit mạnh hoặc nước tẩy rửa chứa HCl, vì có phản ứng NaClO + 2HCl → NaCl + Cl₂↑ + H₂O, sinh khí clo độc.

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là Na₂CO₃ + HClO: sai, vì HClO mạnh hơn HCO₃^–.
Cho rằng đây là phản ứng oxi hoá – khử vì có Cl: sai, số oxi hoá Cl không đổi.
Quên nước ở vế trái: không có H₂O thì CO₂ khô không tạo được H₂CO₃ để phản ứng.
Nhầm với phản ứng của Cl₂ trong dung dịch kiềm tạo NaClO: đó là chiều tạo ra nước Javel, còn đây là chiều nước Javel bị giảm chất lượng.

Mẹo nhớ: “CO₂ + nước = axit cacbonic; cacbonic mạnh hơn hipoclorơ, nên ClO^– bị ‘giật’ H⁺, còn Na⁺ ở lại với HCO₃^–“.

Bài tập luyện tập

Bài 1. Viết phương trình ion thu gọn khi sục CO₂ dư vào dung dịch NaClO.

Đáp án: ClO^– + CO₂ + H₂O → HCO₃^– + HClO.

Bài 2. Sục 0,224 lít khí CO₂ (đktc) vào dung dịch chứa 0,02 mol NaClO. Tính khối lượng NaHCO₃ tạo thành (Na = 23, H = 1, C = 12, O = 16).

Đáp án: n(CO₂) = 0,224 : 22,4 = 0,01 mol. NaClO dư (0,02 mol > 0,01 mol) nên CO₂ hết, n(NaHCO₃) = 0,01 mol. Khối lượng = 0,01 × 84 = 0,84 gam.

Bài 3. Giải thích vì sao dung dịch nước Javel để hở lâu ngày thì mất khả năng tẩy màu.

Đáp án: NaClO phản ứng với CO₂ và hơi nước trong không khí tạo HClO; HClO kém bền, bị ánh sáng phân huỷ thành HCl và O₂, nên lượng chất oxi hoá giảm dần.

Câu hỏi thường gặp

NaClO + CO2 + H2O tạo ra sản phẩm gì?

Tạo natri hiđrocacbonat NaHCO3 và axit hipoclorơ HClO theo phương trình NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO.

Vì sao không tạo Na2CO3 khi CO2 tác dụng với NaClO?

Vì HClO là axit mạnh hơn ion HCO3-, nên HCO3- không thể nhường H+ cho ClO-. Sản phẩm muối dừng ở NaHCO3, dù CO2 dư hay thiếu.

Phản ứng NaClO + CO2 + H2O có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của Na, Cl, C, H, O không đổi trước và sau phản ứng; đây là phản ứng trao đổi giữa muối và axit yếu.

Phản ứng này giải thích điều gì về nước Javel?

Nước Javel để hở sẽ hấp thụ CO2 tạo HClO. HClO tẩy trắng mạnh nhưng kém bền, bị ánh sáng phân huỷ nên nước Javel dần mất tác dụng; cần đậy kín và để nơi tối.