Phản ứng giữa Canxi bicacbonat (Ca(HCO3)2) và Bari hidroxit (Ba(OH)2) là một phản ứng hóa học quan trọng, thường gặp trong các bài toán hóa học và có ứng dụng trong thực tế. Phản ứng này tạo ra kết tủa Canxi cacbonat (CaCO3) và Bari cacbonat (BaCO3), cùng với nước (H2O).
Phương trình hóa học
Phương trình hóa học đầy đủ và cân bằng của phản ứng như sau:
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 → CaCO3 ↓ + 2H2O + BaCO3 ↓
Phản ứng này thuộc loại phản ứng trao đổi ion, trong đó các ion Ca2+ và Ba2+ đổi chỗ cho nhau, tạo thành các hợp chất ít tan (CaCO3 và BaCO3) kết tủa khỏi dung dịch.
Điều kiện phản ứng
Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường, không yêu cầu điều kiện đặc biệt nào về nhiệt độ hay áp suất.
Cách thực hiện phản ứng
Để thực hiện phản ứng, ta chỉ cần trộn dung dịch Ca(HCO3)2 với dung dịch Ba(OH)2.
Hiện tượng nhận biết
Hiện tượng quan sát được khi thực hiện phản ứng là sự xuất hiện của kết tủa trắng. Kết tủa này là hỗn hợp của CaCO3 và BaCO3.
Giải thích chi tiết phản ứng
- Ca(HCO3)2: Canxi bicacbonat là một muối của axit cacbonic, tồn tại trong dung dịch.
- Ba(OH)2: Bari hidroxit là một bazơ mạnh, tan trong nước tạo thành dung dịch kiềm.
- CaCO3: Canxi cacbonat là một hợp chất rất ít tan trong nước, tạo thành kết tủa trắng.
- BaCO3: Bari cacbonat cũng là một hợp chất ít tan trong nước, góp phần vào kết tủa trắng quan sát được.
- H2O: Nước là sản phẩm phụ của phản ứng.
Ứng dụng của phản ứng Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2
Phản ứng này có một số ứng dụng quan trọng, bao gồm:
- Nhận biết Ca(HCO3)2: Phản ứng được sử dụng để nhận biết sự có mặt của ion Ca(HCO3)2 trong dung dịch.
- Làm mềm nước cứng tạm thời: Ca(HCO3)2 là một trong những nguyên nhân gây ra tính cứng tạm thời của nước. Khi thêm Ba(OH)2, Ca(HCO3)2 sẽ chuyển thành CaCO3 kết tủa, giúp làm giảm độ cứng của nước.
- Trong phòng thí nghiệm: Phản ứng được sử dụng trong các thí nghiệm hóa học để điều chế CaCO3 và BaCO3.
Các phản ứng tương tự
Các muối bicacbonat khác như NaHCO3 và KHCO3 cũng có phản ứng tương tự với Ba(OH)2, tạo ra kết tủa BaCO3:
2NaHCO3 + Ba(OH)2 → Na2CO3 + BaCO3 ↓ + 2H2O
2KHCO3 + Ba(OH)2 → K2CO3 + BaCO3 ↓ + 2H2O
Bài tập vận dụng
Ví dụ 1: Cho 100 ml dung dịch Ca(HCO3)2 phản ứng với 50 ml dung dịch Ba(OH)2 1M. Sau phản ứng, thu được bao nhiêu gam kết tủa?
Giải:
Số mol Ba(OH)2 = 0.05 mol
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 → CaCO3 ↓ + 2H2O + BaCO3 ↓
Giả sử Ca(HCO3)2 phản ứng hết, số mol CaCO3 và BaCO3 đều bằng số mol Ba(OH)2 = 0.05 mol
Khối lượng kết tủa = 0.05 100 + 0.05 197 = 14.85 gam
Ví dụ 2: Nước cứng tạm thời chứa ion nào? Làm thế nào để làm mềm nước cứng tạm thời bằng Ba(OH)2?
Giải:
Nước cứng tạm thời chứa các ion Ca2+, Mg2+ và HCO3-. Để làm mềm nước cứng tạm thời bằng Ba(OH)2, ta thực hiện phản ứng:
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 → CaCO3 ↓ + 2H2O + BaCO3 ↓
Mg(HCO3)2 + Ba(OH)2 → MgCO3 ↓ + 2H2O + BaCO3 ↓
Các kết tủa CaCO3, MgCO3 và BaCO3 sẽ loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+ khỏi nước, làm giảm độ cứng.
