Ba(OH)2 + CO2 ra BaCO3 và H2O: đếm Ba 1, C 1, H 2, O 4
Lớp 9Hóa học

Ba(OH)2 + CO2: phương trình, hiện tượng và cách xác định sản phẩm

Trả lời nhanh

Khi sục CO2 vào dung dịch Ba(OH)2, phản ứng đầu tiên là Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O, xuất hiện kết tủa trắng. Nếu CO2 còn dư, kết tủa bị hoà tan: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2. Sản phẩm cuối cùng phụ thuộc tỉ lệ mol CO2 : Ba(OH)2.

Phương trình hoá học

Phản ứng 1 (CO2 ít hoặc vừa đủ):

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O

Phản ứng 2 (CO2 dư, kết tủa tan):

BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2

Phương trình tổng khi CO2 rất dư:

Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, dung dịch Ba(OH)2 (nước baryta).
  • Hiện tượng: dung dịch trong dần vẩn đục, xuất hiện kết tủa trắng BaCO3. Tiếp tục sục CO2 dư, kết tủa tan dần và dung dịch trong suốt trở lại.
  • Loại phản ứng: oxit axit tác dụng với dung dịch bazơ tan, tạo muối và nước.

Vì sao có kết tủa rồi lại tan?

CO2 là oxit axit, tan trong nước tạo H2CO3, axit này trung hoà Ba(OH)2 thành muối trung hoà BaCO3 không tan. Khi còn dư CO2 và có nước, muối trung hoà nhận thêm H2CO3 để thành muối axit Ba(HCO3)2 tan được trong nước. Đây cũng là lí do hang động đá vôi hình thành theo cách tương tự với Ca(HCO3)2.

Cách xác định sản phẩm theo tỉ lệ mol

Đặt T = n(CO2) : n(Ba(OH)2).

Tỉ lệ T Sản phẩm Ghi chú
T ≤ 1 Chỉ BaCO3 T = 1: vừa đủ; T < 1: Ba(OH)2 dư
1 < T < 2 BaCO3 và Ba(HCO3)2 Cả hai chất đều có mặt, CO2 hết
T ≥ 2 Chỉ Ba(HCO3)2 Không còn kết tủa; T > 2 thì CO2 dư

Mẹo nhớ: “Một thì đục, hai thì trong”. Với T = 1 kết tủa cực đại, với T = 2 kết tủa tan hết.

Đồ thị lượng kết tủa theo số mol CO2

Gọi a là số mol Ba(OH)2. Lượng kết tủa tăng đến a mol khi n(CO2) = a, giữ ở đỉnh một lúc rồi giảm về 0 khi n(CO2) = 2a. Đồ thị có hình chữ “Λ” cân đối.

Đồ thị số mol BaCO3 theo số mol CO2 khi sục vào dung dịch chứa a mol Ba(OH)2
Lượng kết tủa BaCO3 tăng đến a mol rồi giảm về 0 khi n(CO2) = 2a.

Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Sục 0,15 mol CO2 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ba(OH)2. Tính khối lượng kết tủa.

T = 0,15 : 0,1 = 1,5, nằm giữa 1 và 2 nên tạo cả hai muối. Gọi x = n(BaCO3), y = n(Ba(HCO3)2).

  • Bảo toàn Ba: x + y = 0,1
  • Bảo toàn C: x + 2y = 0,15

Giải ra y = 0,05 và x = 0,05. Khối lượng kết tủa = 0,05 × 197 = 9,85 gam (MBaCO3 = 137 + 12 + 48 = 197).

Cách nhanh: với 1 < T < 2, n(BaCO3) = 2·n(Ba(OH)2) − n(CO2) = 0,2 − 0,15 = 0,05 mol, cho cùng kết quả.

Ví dụ 2. Dẫn 0,06 mol CO2 vào 200 mL dung dịch Ba(OH)2 0,2M. Có kết tủa không?

n(Ba(OH)2) = 0,2 × 0,2 = 0,04 mol; T = 0,06 : 0,04 = 1,5, vậy có kết tủa. n(BaCO3) = 2 × 0,04 − 0,06 = 0,02 mol, tức 3,94 gam.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên phản ứng hoà tan kết tủa, nên khi CO2 dư vẫn tính ra kết tủa cực đại.
  • Viết BaCO3 thành BaCO2 hoặc Ba2CO3. Ba có hoá trị II, nhóm CO3 hoá trị II, nên công thức là BaCO3.
  • Tính T ngược (Ba(OH)2 : CO2) rồi so sánh với 1 và 2 sai chiều.
  • Quên đổi thể tích khí về số mol: n = V : 22,4 ở đktc.

Phản ứng liên quan cần nhớ

  • Đun nóng dung dịch muối axit: Ba(HCO3)2 → BaCO3↓ + CO2↑ + H2O (t°).
  • Muối axit + bazơ: Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 → 2BaCO3↓ + 2H2O.
  • Với NaOH hoặc KOH, CO2 cho tỉ lệ khác (ngưỡng T = 1 và 2 tính theo OH−) và không tạo kết tủa.

Ứng dụng: dùng nước baryta hoặc nước vôi trong để nhận biết khí CO2 nhờ hiện tượng vẩn đục.

Bài luyện tập

Bài 1. Sục 0,448 lít CO2 (đktc) vào 100 mL dung dịch Ba(OH)2 0,1M. Thu được chất nào?

Đáp án: n(CO2) = 0,02 mol; n(Ba(OH)2) = 0,01 mol; T = 2 nên chỉ thu được Ba(HCO3)2 (0,01 mol), không có kết tủa.

Bài 2. Sục 0,02 mol CO2 vào 300 mL dung dịch Ba(OH)2 0,1M. Tính khối lượng kết tủa.

Đáp án: n(Ba(OH)2) = 0,03 mol; T = 2/3 < 1 nên CO2 hết, n(BaCO3) = 0,02 mol, m = 0,02 × 197 = 3,94 gam.

Bài 3. Cho 0,03 mol Ba(OH)2 hấp thụ hết V lít CO2 (đktc) thu được 3,94 gam kết tủa. Tìm V (có hai đáp số).

Đáp án: n(BaCO3) = 0,02 mol. Trường hợp 1: CO2 thiếu, n(CO2) = 0,02 mol, V = 0,448 lít. Trường hợp 2: kết tủa đã bị tan một phần, n(CO2) = 2 × 0,03 − 0,02 = 0,04 mol, V = 0,896 lít.

Câu hỏi thường gặp

Ba(OH)2 + CO2 tạo ra chất gì?

Tạo kết tủa trắng BaCO3 và nước: Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O. Nếu CO2 dư thì kết tủa tan, tạo Ba(HCO3)2 tan trong nước.

Vì sao sục CO2 dư vào nước baryta thì dung dịch trong trở lại?

Vì BaCO3 phản ứng với CO2 và H2O tạo muối axit Ba(HCO3)2 tan: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2.

Khi nào thu được kết tủa lớn nhất?

Khi n(CO2) = n(Ba(OH)2), tức T = 1; lúc đó toàn bộ Ba2+ chuyển thành BaCO3.

Đun nóng dung dịch Ba(HCO3)2 thì có hiện tượng gì?

Muối bị nhiệt phân, xuất hiện lại kết tủa trắng BaCO3 và có khí CO2 thoát ra: Ba(HCO3)2 → BaCO3↓ + CO2↑ + H2O.

Bài học liên quan