Na2SO4 + BaCl2: phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Na₂SO₄ tác dụng với BaCl₂ theo phương trình Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄↓. Đây là phản ứng trao đổi trong dung dịch, tạo kết tủa trắng BaSO₄ không tan trong nước và không tan trong axit mạnh. Nhờ đặc điểm đó, người ta dùng BaCl₂ để nhận biết ion sunfat SO₄^2-.

Điều kiện và loại phản ứng

Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường khi trộn dung dịch hai muối. Đây là phản ứng trao đổi ion giữa hai muối tan, điều kiện để phản ứng xảy ra là sản phẩm có chất kết tủa. Ở đây BaSO₄ là chất kết tủa nên phản ứng diễn ra đến cùng.

Hiện tượng

Hai dung dịch ban đầu đều trong suốt, không màu.
Khi nhỏ BaCl₂ vào Na₂SO₄, xuất hiện ngay kết tủa màu trắng, đục như sữa.
Nhỏ thêm vài giọt dung dịch HCl hoặc HNO₃ loãng, kết tủa không tan.

Phương trình ion

Dạng ion đầy đủ: 2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^– → BaSO₄↓ + 2Na⁺ + 2Cl^–
Dạng ion thu gọn: Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

Ion Na⁺ và Cl^– có mặt ở cả hai vế nên bị lược bỏ, chỉ giữ lại ion thật sự tham gia phản ứng. Vì thế mọi muối chứa gốc sunfat tan (như K₂SO₄, MgSO₄, H₂SO₄) đều cho phản ứng ion thu gọn giống hệt khi gặp ion Ba²⁺.

Ứng dụng: nhận biết ion sunfat

Để kiểm tra một dung dịch có chứa gốc SO₄^2- hay không, nhỏ dung dịch BaCl₂ vào mẫu thử:

Có kết tủa trắng, nhỏ thêm axit mạnh mà kết tủa không tan thì mẫu có ion sunfat.
Cần nhỏ axit để loại trừ các kết tủa khác như BaCO₃, BaSO₃; hai chất này cũng trắng nhưng tan trong axit.

Kết tủa trắng với Ba²⁺	Khi thêm axit mạnh
BaSO₄	Không tan
BaCO₃	Tan, sủi bọt khí CO₂
BaSO₃	Tan, thoát khí SO₂ mùi hắc

Vì sao BaSO₄ không tan trong axit?

BaSO₄ là muối của bari với axit mạnh H₂SO₄. Ion sunfat là gốc của axit mạnh nên không bị axit khác "kéo" ion H⁺ để biến thành chất bay hơi hay yếu điện li. Do vậy cân bằng hoà tan không dịch chuyển, chất rắn không tan thêm. Đồng thời BaSO₄ có độ tan cực nhỏ, nên được dùng làm thuốc cản quang chụp X-quang dạ dày vì không bị hấp thụ vào cơ thể.

Lỗi sai thường gặp

Quên kí hiệu kết tủa ↓ sau BaSO₄.
Quên hệ số 2 trước NaCl nên phương trình không cân bằng.
Dùng AgNO₃ để nhận biết sunfat. Thuốc thử đúng là muối bari, vì Ag₂SO₄ ít tan nên dễ gây nhầm.

Luyện tập

Cho dung dịch chứa 14,2 g Na₂SO₄ tác dụng với BaCl₂ dư. Tính khối lượng kết tủa. Đáp án: n(Na₂SO₄) = 14,2 : 142 = 0,1 mol nên n(BaSO₄) = 0,1 mol, khối lượng 0,1 × 233 = 23,3 g.
Cần bao nhiêu gam BaCl₂ để kết tủa hết ion sunfat trong 0,05 mol Na₂SO₄? Đáp án: n(BaCl₂) = 0,05 mol, khối lượng 0,05 × 208 = 10,4 g.
Có hai lọ mất nhãn chứa Na₂SO₄ và NaNO₃. Dùng thuốc thử nào phân biệt? Đáp án: Dung dịch BaCl₂: lọ nào tạo kết tủa trắng là Na₂SO₄, lọ còn lại là NaNO₃.

Câu hỏi thường gặp

Phản ứng Na2SO4 + BaCl2 thuộc loại nào?

Đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch, không phải phản ứng oxi hoá - khử vì số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi.

Kết tủa BaSO4 có màu gì và có tan trong axit không?

BaSO4 là kết tủa màu trắng, không tan trong nước và không tan trong dung dịch axit mạnh như HCl, HNO3 loãng.

Vì sao dùng BaCl2 để nhận biết gốc sunfat?

Vì ion Ba2+ kết hợp với SO4 2- tạo kết tủa BaSO4 trắng rất đặc trưng, không tan trong axit nên dễ phân biệt với các kết tủa trắng khác.