Trả lời nhanh
Khi NaHCO3 dư (tỉ lệ mol NaHCO3 : Ba(OH)2 = 2 : 1): 2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O. Khi Ba(OH)2 dư (tỉ lệ 1 : 1): NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O. Cả hai trường hợp đều có kết tủa trắng BaCO3.
Bản chất phản ứng
NaHCO3 là muối axit của axit yếu, còn Ba(OH)2 là bazơ mạnh. Ion HCO3− bị OH− “lấy” mất H+ để thành CO32− và nước. Sau đó CO32− gặp Ba2+ tạo kết tủa BaCO3 không tan.
Phương trình ion thu gọn gồm hai bước:
- HCO3− + OH− → CO32− + H2O
- Ba2+ + CO32− → BaCO3↓
Cộng lại: Ba2+ + HCO3− + OH− → BaCO3↓ + H2O. Đây là phản ứng trao đổi ion, không có sự thay đổi số oxi hoá.
Hai trường hợp theo tỉ lệ mol
| Tỉ lệ n(NaHCO3) : n(Ba(OH)2) | Phương trình | Dung dịch sau phản ứng |
|---|---|---|
| ≤ 1 : 1 (Ba(OH)2 dư hoặc vừa đủ) | NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O | NaOH (và Ba(OH)2 nếu còn dư) |
| ≥ 2 : 1 (NaHCO3 dư hoặc vừa đủ) | 2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O | Na2CO3 (và NaHCO3 nếu còn dư) |
Với tỉ lệ nằm giữa 1 : 1 và 2 : 1, xảy ra đồng thời cả hai kiểu; nên tính theo số mol ion cho chắc chắn (xem bài tập bên dưới).
Vì sao có hai phương trình?
Hãy nhìn vào số ion OH−. Mỗi mol Ba(OH)2 cho 2 mol OH−, đủ trung hoà 2 mol HCO3−. Nếu có 2 mol NaHCO3, tạo 2 mol CO32−, nhưng chỉ có 1 mol Ba2+ nên kết tủa 1 mol BaCO3, còn 1 mol CO32− ở lại thành Na2CO3.
Nếu Ba(OH)2 nhiều hơn, mỗi HCO3− chỉ cần một OH−, và Ba2+ dư nên toàn bộ CO32− đều kết tủa. Lượng OH− còn lại giữ trong dung dịch dưới dạng NaOH.
Hiện tượng nhận biết
- Xuất hiện kết tủa trắng BaCO3, không có khí bay ra.
- Kết tủa tan trong dung dịch HCl, giải phóng khí CO2: BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm có CO2: sai, vì môi trường bazơ nên không thoát khí CO2.
- Chỉ nhớ một phương trình: phải xét dư/thiếu từng chất trước khi viết.
- Quên rằng khi NaHCO3 dư, Na2CO3 tạo ra vẫn còn trong dung dịch, chưa hết kết tủa nếu thêm Ba(OH)2 tiếp: Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NaOH.
- Nhầm khối lượng mol BaCO3: M = 137 + 12 + 48 = 197 g/mol.
Mẹo nhớ: “chất nào thiếu thì hết, ion HCO3− đổi thành CO32− trước, rồi Ba2+ bắt CO32−”.
Bài tập luyện tập
Bài 1. Cho 0,15 mol NaHCO3 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ba(OH)2. Tính khối lượng kết tủa và nêu các ion trong dung dịch sau phản ứng.
Giải: n(OH−) = 0,2 mol; n(HCO3−) = 0,15 mol. OH− dư nên HCO3− hết, tạo 0,15 mol CO32−. Ba2+ chỉ có 0,1 mol nên n(BaCO3) = 0,1 mol, m = 0,1 × 197 = 19,7 g. Dung dịch còn Na+ (0,15 mol), OH− dư (0,2 − 0,15 = 0,05 mol), CO32− dư (0,15 − 0,1 = 0,05 mol).
Bài 2. Trộn 0,2 mol NaHCO3 với 0,1 mol Ba(OH)2 (trong dung dịch). Tính khối lượng kết tủa và chất tan còn lại.
Giải: Tỉ lệ 2 : 1 nên phản ứng vừa đủ theo 2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O. n(BaCO3) = 0,1 mol, m = 19,7 g; dung dịch chứa 0,1 mol Na2CO3.
Bài 3. Cho 0,1 mol NaHCO3 tác dụng với 0,1 mol Ba(OH)2. Dung dịch thu được chứa chất tan nào?
Giải: Tỉ lệ 1 : 1: NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O. Thu được 0,1 mol BaCO3 và dung dịch chỉ chứa 0,1 mol NaOH.
Câu hỏi thường gặp
NaHCO3 tác dụng với Ba(OH)2 có hiện tượng gì?
Xuất hiện kết tủa trắng BaCO3, không có khí thoát ra. Kết tủa tan trong axit mạnh như HCl kèm khí CO2.
Vì sao NaHCO3 + Ba(OH)2 có hai phương trình?
Sản phẩm phụ thuộc chất nào dư. Ba(OH)2 dư tạo NaOH, NaHCO3 dư tạo Na2CO3; BaCO3 kết tủa trong cả hai trường hợp.
Viết phương trình ion thu gọn của NaHCO3 và Ba(OH)2 thế nào?
Khi Ba(OH)2 dư: Ba2+ + HCO3- + OH- → BaCO3↓ + H2O. Khi NaHCO3 dư: Ba2+ + 2HCO3- + 2OH- → BaCO3↓ + CO3^2- + 2H2O.
Phản ứng NaHCO3 với Ba(OH)2 có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Không. Đây là phản ứng trao đổi ion, số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi.