Bài 29 Axit cacbonic và muối cacbonat

Tóm tắt lý thuyết

2.1. AXIT CACBONIC (H2CO3)

2.1.1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

Nước tự nhiên và nước mưa có hoà tan khí CO2.

2.1.2. Tính chất hoá học

  • H2CO3 là một axit yếu, dd H2CO3 làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt.
  • HCO3 là một axít không bền bị phân huỷ thành CO2 và H2O

2.2. MUỐI CACBONAT

2.2.1. Phân loại: 2 loại

  • Cacbonat trung hoà gọi là muối cacbonat không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Ví dụ: CaCO3, Na2CO3

  • Cacbonat axit được gọi là muối hyđrocacbonat có nguyên tố H trong thành phần gốc axit

Ví dụ: Ca(HCO3)2, NaHCO3

2.2.2. Tính chất

Tính tan

  • Đa số muối cacbonat không tan trong nước trừ một số muối cacbonat của kim loại kiềm như Na2CO3, K2CO3
  • Hầu hết muối hyđrocacbonat tan trong nước như: Ca(HCO3)2; NaHCO3

Tính chất hóa học

Tác dụng với axit

  • Tiến hành thí nghiệm NaHCO3, Na2CO3 tác dụng với dd HCl.

Video 1: Thí nghiệm HCl và NaHCO3

Video 2: Thí nghiệm của HCl và Na2CO3

  • Hiện tượng: Có bọt khí không màu thoát ra ở cả hai thí nghiệm.
  • Giải thích: Khí không màu là khí CO2
  • Phương trình hóa học:

NaHCO3+HCl → NaCl+CO2+H2O

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl+CO2+H2O

  • Kết luận: Muối cacbonat tác dung với dd axit mạnh hơn axit cacbonic tạo thành muối mới và giải phóng khí CO2

Tác dụng với dd bazơ

  • Tiến hành thí nghiệm K2CO3 với dd Ca(OH)2

K2CO3 + Ca(OH)2

Hình 1: Hiện tượng kết tủa trắng tạo thành do phản ứng giữa K2CO3 với dd Ca(OH)2

  • Giải thích: K2CO3+ Ca(OH)2 → CaCO3 +2 KOH
  • Kết luận: Một số dd muối cacbonat phản ứng với dd bazơ tạo thành muối cacbonat không tan và bazơ mới.
  • Chú ý: Muối hyđrocacbonat tác dụng với kiềm tạo thành muối trung hoà và nước

NaHCO3+NaOH → Na2CO3 + H2O

Tác dụng với dd muối

  • Phương trình hóa học: Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl
  • Hiện tượng: Có vẩn đục hoặc kết tủa trắng xuất hiện
  • Kết luận: Dung dịch muối cacbonat có thể tác dụng với 1 số dung dịch muối khác tạo thành 2 muối mới.

Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ

Nhiều muối cacbonat (trừ cacbonat trung hoà của kim loại kiềm) dễ bị nhiệt phân huỷ giải phóng khí CO2

CaCO3 CaO + CO2

2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2

Nhiệt phân muối NaHCO3

Hình 2: Nhiệt phân muối NaHCO3

2.2.3. Ứng dụng

CaCO3 để sản xuất vôi, ximăng, Na2CO3 để nấu xà phòng, thuỷ tinh, NaHCO3 được dùng làm dược phẩm, hoá chất trong bình cứu hoả.

Ứng dụng của muối cacbonat, muối hidrocacbonat

Hình 3: Ứng dụng của muối cacbonat, muối hidrocacbonat

2.3. Chu trình của cacbon trong tự nhiên

Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hoá cacbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hoá này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín.

Chu trình Cacbon trong tự nhiên

Hình 4: Chu trình Cacbon trong tự nhiên

Bài tập minh họa


Bài 1:

Hãy viết các phương trình hóa học theo các sơ đồ phản ứng sau và đọc tên các sản phẩm:

a) CO2 (k) + …………. H2CO3 (dd)

b) CO2 (k) + …………. —-> CaCO3 (r)

c) CO2 (k) + …………. —-> NaHCO3 (dd)

d) CO2 (k) + …………. —-> Na2CO3 (dd) + H2O (l)

Hướng dẫn:

a) CO2 (k) + H2O (l) \(\rightleftarrows\) H2CO3 (dd)

b) CO2 (k) + CaO (r) → CaCO3 (r)

c) CO2 (k) + NaOH (dd) → NaHCO3 (dd)

d) CO2 (k) + 2NaOH (dd) → Na2CO3 (dd) + H2O (l)

H2CO3 : axit cacbonic ; NaHCO3: natri hidrocacbonat

CaCO3 : canxi cacbonat ; Na2CO3 : natri cacbonat

Bài 2:

Hãy viết các phương trình hóa học theo các sơ đồ phản ứng sau:

H2SO4 + ……… —> K2SO4 + CO2 + H2O

MgCO3 + HCl —> ……… + CO2 + H2O

CaCl2 + Na2CO3 —> CaCO3 + ………

Ba(OH)2 + K2CO3 —> ……… + KOH

Hướng dẫn:

H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + CO2 + H2O

MgCO3 + HCl → MgCl2 + CO2 + H2O

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaCl

Ba(OH)2 + K2CO3 → BaCO3 + 2KOH

Bài 3:

Hãy cho biết các cặp chất sau đây. Cặp nào có thể tác dụng với nhau? Viết phương trình phản ứng hóa học?

a. H2SO4 và KHCO3 b. Na2CO3 và KCl

c. BaCl2 và K2CO3 d. Ba(OH)2 và Na2CO3

e. K2CO3 và KOH

Hướng dẫn:

a. H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2CO2 + 2H2O

b. Na2CO3 + KCl → không phản ứng

c. BaCl2 + K2CO3 → BaCO3 + 2KCl

d. Ba(OH)2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaOH

e. K2CO3 + KOH → không phản ứng