Phản ứng giữa bari bicacbonat Ba(HCO3)2 và axit sulfuric H2SO4 là một phản ứng hóa học quan trọng, tạo ra kết tủa bari sulfat BaSO4, khí cacbon đioxit CO2 và nước H2O. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng này, bao gồm phương trình hóa học, hiện tượng, cách thực hiện, phương trình ion thu gọn, mở rộng về phản ứng trao đổi, kiến thức về H2SO4, và các bài tập vận dụng liên quan.
Phương Trình Phản Ứng Ba(HCO3)2 + H2SO4
Phương trình hóa học đầy đủ và cân bằng của phản ứng là:
Ba(HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2CO2↑ + 2H2O
Trong đó:
- Ba(HCO3)2 là bari bicacbonat
- H2SO4 là axit sulfuric
- BaSO4 là bari sulfat (kết tủa trắng)
- CO2 là cacbon đioxit (khí)
- H2O là nước
Hiện Tượng Phản Ứng
Khi cho Ba(HCO3)2 tác dụng với H2SO4, ta quan sát được các hiện tượng sau:
- Xuất hiện kết tủa trắng: Bari sulfat (BaSO4) là một chất không tan trong nước, tạo thành kết tủa trắng đục.
- Có khí không màu thoát ra: Khí cacbon đioxit (CO2) thoát ra dưới dạng bọt khí.
Alt text: Hình ảnh minh họa kết tủa trắng BaSO4 và bọt khí CO2 tạo thành khi Ba(HCO3)2 phản ứng với H2SO4 trong ống nghiệm.
Cách Tiến Hành Phản Ứng
Để thực hiện phản ứng này, ta có thể tiến hành như sau:
- Chuẩn bị dung dịch Ba(HCO3)2.
- Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 vào dung dịch Ba(HCO3)2.
- Quan sát hiện tượng xảy ra.
Phương Trình Ion Thu Gọn
Phương trình ion thu gọn thể hiện bản chất của phản ứng:
- Phương trình phân tử: Ba(HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2CO2↑ + 2H2O
- Phương trình ion đầy đủ: Ba2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO42- → BaSO4↓ + 2CO2↑ + 2H2O
- Phương trình ion thu gọn: Ba2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO42- → BaSO4↓ + 2CO2↑ + 2H2O
Mở Rộng Về Phản Ứng Trao Đổi Trong Dung Dịch Chất Điện Li
Phản ứng giữa Ba(HCO3)2 và H2SO4 là một ví dụ của phản ứng trao đổi ion. Phản ứng trao đổi ion chỉ xảy ra khi tạo thành ít nhất một trong các chất sau:
- Chất kết tủa (ví dụ: BaSO4)
- Chất điện li yếu (ví dụ: H2O)
- Chất khí (ví dụ: CO2)
Kiến Thức Về H2SO4 (Axit Sunfuric)
Alt text: Hình ảnh bình chứa axit sulfuric H2SO4 đậm đặc, chất lỏng sánh không màu, có tính ăn mòn cao.
Tính Chất Vật Lý
- Chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi.
- Nặng gần gấp 2 lần nước.
- Tan vô hạn trong nước và tỏa nhiệt lớn.
- Lưu ý: Khi pha loãng H2SO4, luôn rót từ từ axit vào nước và khuấy đều để tránh gây bỏng.
Tính Chất Hóa Học
- Axit Sunfuric Loãng:
- Làm quỳ tím hóa đỏ.
- Tác dụng với nhiều kim loại (trừ Cu, Ag, Au, Pt…) tạo muối sunfat và giải phóng H2.
- Tác dụng với bazơ và oxit bazơ tạo muối sunfat và nước.
- Tác dụng với một số muối tạo muối sunfat và axit mới.
- Axit Sunfuric Đặc:
- Tính oxi hóa mạnh: Oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) tạo muối hóa trị cao và thường giải phóng SO2.
- Tác dụng với nhiều phi kim.
- Tính háo nước: Chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước và hút ẩm mạnh.
Ứng Dụng Của H2SO4
Axit sunfuric là một hóa chất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:
- Sản xuất phân bón
- Sản xuất thuốc trừ sâu
- Sản xuất chất tẩy rửa
- Sản xuất tơ sợi hóa học
- Sản xuất chất dẻo, sơn, phẩm nhuộm
- Chế biến dầu mỏ
Sản Xuất H2SO4
H2SO4 được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc, bao gồm các công đoạn:
- Sản xuất SO2 từ lưu huỳnh hoặc pirit sắt.
- Oxi hóa SO2 thành SO3.
- Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc để tạo oleum, sau đó pha loãng oleum để được H2SO4.
Bài Tập Vận Dụng
Câu 1: Cho Ba(HCO3)2 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, hiện tượng nào sau đây xảy ra?
A. Chỉ có khí thoát ra.
B. Chỉ có kết tủa.
C. Vừa có khí, vừa có kết tủa.
D. Không có hiện tượng gì.
Đáp án: C
Câu 2: Phương trình ion thu gọn của phản ứng giữa Ba(HCO3)2 và H2SO4 là gì?
A. Ba2+ + SO42- → BaSO4
B. 2H+ + 2HCO3- → 2CO2 + 2H2O
C. Ba2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO42- → BaSO4 + 2CO2 + 2H2O
D. Không có phản ứng.
Đáp án: C
Câu 3: Cho 19,7 gam BaCO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thể tích khí CO2 thu được ở đktc là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng: BaCO3 + H2SO4 → BaSO4 + CO2 + H2O
nBaCO3 = 19,7 / 197 = 0,1 mol
nCO2 = nBaCO3 = 0,1 mol
VCO2 = 0,1 * 22,4 = 2,24 lít
Thông qua bài viết này, hy vọng bạn đã nắm vững kiến thức về phản ứng giữa Ba(HCO3)2 và H2SO4, cũng như các ứng dụng và kiến thức liên quan đến axit sulfuric.
