Nước vôi trong, một dung dịch quen thuộc trong hóa học và đời sống, mang đến nhiều ứng dụng thú vị. Bài viết này sẽ đi sâu vào bản chất, cách điều chế và ứng dụng của dung dịch nước vôi trong, đặc biệt khi sử dụng dư.
Nước Vôi Trong Là Gì?
Nước vôi trong là dung dịch thu được sau khi hòa tan vôi tôi (Ca(OH)₂) vào nước. Để có được dung dịch trong suốt, cần để hỗn hợp lắng cặn rồi gạn lấy phần nước phía trên.
Công Thức Hóa Học Của Nước Vôi Trong
Công thức hóa học của nước vôi trong là Ca(OH)₂, tên gọi quốc tế là Calcium hydroxide. Đây là một bazơ mạnh (kiềm) khi tan trong nước.
Cách Điều Chế Dung Dịch Nước Vôi Trong
Để điều chế nước vôi trong, bạn có thể thực hiện theo các bước sau:
- Chuẩn bị vôi tôi (Ca(OH)₂) và nước sạch.
- Cho vôi tôi vào cốc hoặc bình chứa nước.
- Khuấy đều hỗn hợp.
- Để yên trong vài giờ để vôi lắng xuống.
- Gạn lấy phần nước trong phía trên.
- Lọc bỏ lớp màng mỏng (CaCO₃) trên bề mặt (nếu có) do phản ứng với CO₂ trong không khí.
Lưu ý: Khi điều chế Dung Dịch Nước Vôi Trong Dư, cần đảm bảo lượng vôi tôi cho vào nhiều hơn lượng có thể hòa tan trong nước.
Tính Chất Vật Lý Của Nước Vôi Trong
- Là chất lỏng không màu, trong suốt.
- Có tính bazơ.
- Ít tan trong nước. Độ tan giảm khi nhiệt độ tăng.
- Huyền phù của Ca(OH)₂ trong nước được gọi là sữa vôi.
Tính Chất Hóa Học Quan Trọng Của Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ là một bazơ mạnh, thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của một bazơ tan:
Làm Đổi Màu Chất Chỉ Thị
- Làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.
- Làm phenolphthalein không màu chuyển sang màu hồng.
Tác Dụng Với Oxit Axit
Dung dịch nước vôi trong dư có khả năng hấp thụ CO₂ từ không khí, tạo thành kết tủa trắng canxi cacbonat (CaCO₃). Đây là phản ứng dùng để nhận biết khí CO₂.
CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Tác Dụng Với Axit
Ca(OH)₂ tác dụng với axit tạo thành muối và nước:
Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O
Ca(OH)₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2H₂O
Tác Dụng Với Muối
Ca(OH)₂ có thể phản ứng với một số muối, tạo thành muối mới và bazơ mới:
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2NaOH
2NH₄NO₃ + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + 2H₂O + Ca(NO₃)₂
MgCl₂ + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + Mg(OH)₂↓
Ứng Dụng Của Dung Dịch Nước Vôi Trong Dư
- Xử lý nước: Loại bỏ độ cứng tạm thời của nước bằng cách kết tủa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺.
- Nông nghiệp: Cải tạo đất chua, khử trùng đất, phòng trừ sâu bệnh.
- Xây dựng: Thành phần của vữa xây dựng.
- Công nghiệp: Sản xuất giấy, đường, và nhiều hóa chất khác.
- Phòng thí nghiệm: Nhận biết khí CO₂.
Điều Chế Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ có thể được điều chế bằng các phương pháp sau:
- Cho canxi oxit (CaO) tác dụng với nước:
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
- Điện phân dung dịch muối canxi:
CaCl₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + Cl₂ + H₂
- Cho canxi kim loại tác dụng với nước:
Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂
Thí Nghiệm Thổi Khí CO₂ Vào Nước Vôi Trong
Khi thổi khí CO₂ vào ống nghiệm hoặc cốc đựng nước vôi trong, dung dịch sẽ trở nên đục do tạo thành kết tủa CaCO₃. Nếu tiếp tục thổi CO₂ dư, kết tủa sẽ tan dần do tạo thành canxi bicacbonat Ca(HCO₃)₂.
CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (tan)
