Trả lời nhanh
Na2SO4 ra NaOH khi cho Na2SO4 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2: Na2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NaOH. Đây là phản ứng trao đổi trong dung dịch, xảy ra được vì tạo ra kết tủa trắng BaSO4 không tan trong nước và không tan trong axit. Lọc bỏ kết tủa, phần nước lọc là dung dịch NaOH.
Phương trình hoá học
Na2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NaOH
| Mục | Nội dung |
|---|---|
| Loại phản ứng | Phản ứng trao đổi (muối + bazơ → muối mới + bazơ mới) |
| Điều kiện | Cả hai chất ở dạng dung dịch, nhiệt độ thường |
| Hiện tượng | Xuất hiện kết tủa trắng BaSO4, không tan khi thêm axit |
| Dung dịch sau lọc | Chứa NaOH, làm quỳ tím hoá xanh, phenolphtalein hoá hồng |
Vì sao phản ứng xảy ra?
Phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Ở đây, BaSO4 là chất rất ít tan nên tách khỏi dung dịch, kéo cân bằng về phía tạo sản phẩm.
Viết dưới dạng ion, em thấy rõ bản chất:
- Phương trình ion đầy đủ: 2Na+ + SO42− + Ba2+ + 2OH− → BaSO4↓ + 2Na+ + 2OH−
- Phương trình ion rút gọn: Ba2+ + SO42− → BaSO4↓
Ion Na+ và OH− không tham gia, chúng vẫn còn trong dung dịch. Vì vậy, dung dịch cuối cùng thật sự là NaOH.
Cách cân bằng nhanh
- Đếm Na: vế trái có 2 nguyên tử, nên vế phải đặt hệ số 2 trước NaOH.
- Đếm nhóm SO4: mỗi bên 1 nhóm, đã cân bằng.
- Đếm nhóm OH: vế trái Ba(OH)2 có 2, vế phải 2NaOH có 2, đã cân bằng.
Cách thực hiện để thu NaOH
- Cho dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch Na2SO4 theo đúng tỉ lệ mol 1 : 1.
- Khuấy đều đến khi hết tạo thêm kết tủa.
- Lọc bỏ kết tủa BaSO4 bằng giấy lọc.
- Phần nước lọc là dung dịch NaOH; muốn có NaOH rắn thì cô cạn cẩn thận.
Lưu ý quan trọng: nếu dùng dư Ba(OH)2, dung dịch sau lọc lẫn Ba(OH)2; nếu dư Na2SO4, dung dịch lẫn muối này. Vì vậy phải dùng đúng tỉ lệ 1 : 1. Trong sản xuất NaOH quy mô lớn, người ta không dùng cách này mà điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn.
Cách nhận biết và ứng dụng của phản ứng
Hiện tượng kết tủa trắng không tan trong axit là dấu hiệu đặc trưng của gốc sunfat. Vì thế dung dịch Ba(OH)2 (hoặc BaCl2) thường được dùng để nhận biết ion SO42−. Phản ứng này cũng giúp loại bỏ sunfat khỏi dung dịch bằng cách kết tủa thành BaSO4.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 14,2 g Na2SO4 tác dụng vừa đủ với dung dịch Ba(OH)2. Tính khối lượng kết tủa và khối lượng NaOH thu được.
Giải: n(Na2SO4) = 14,2 : 142 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(BaSO4) = 0,1 mol và n(NaOH) = 0,2 mol. Khối lượng BaSO4 = 0,1 × 233 = 23,3 g. Khối lượng NaOH = 0,2 × 40 = 8 g.
Bài 2. Cần bao nhiêu mililit dung dịch Ba(OH)2 0,5M để tác dụng vừa đủ với 0,1 mol Na2SO4?
Giải: n(Ba(OH)2) = 0,1 mol, nên V = 0,1 : 0,5 = 0,2 lít = 200 ml.
Bài 3. Dung dịch thu được sau khi lọc kết tủa ở Bài 1 làm quỳ tím chuyển màu gì? Giải thích.
Giải: Quỳ tím chuyển xanh vì dung dịch chứa NaOH là bazơ tan.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là Na2(OH)2 hoặc quên hệ số 2 trước NaOH.
- Quên mũi tên ↓ cho BaSO4 hoặc cho rằng kết tủa tan được trong axit.
- Thay Ba(OH)2 bằng Ca(OH)2: CaSO4 chỉ ít tan, kết tủa không tách hết nên không thu được NaOH sạch.
Câu hỏi thường gặp
Na2SO4 ra NaOH bằng cách nào?
Cho dung dịch Na2SO4 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 theo tỉ lệ mol 1 : 1. Phản ứng tạo kết tủa BaSO4 và NaOH, lọc bỏ kết tủa là thu được dung dịch NaOH.
Kết tủa BaSO4 có màu gì, có tan trong axit không?
BaSO4 là kết tủa trắng, không tan trong nước và không tan trong axit mạnh như HCl, HNO3. Tính chất này dùng để nhận biết gốc sunfat.
Phương trình ion rút gọn của phản ứng này là gì?
Ba2+ + SO4 2− → BaSO4↓. Ion Na+ và OH− không tham gia phản ứng nên bị lược bỏ khi viết phương trình ion rút gọn.