Site icon donghochetac

H2SO4 Tác Dụng Với NaOH: Phản Ứng, Ứng Dụng và Bài Tập Chi Tiết

donghochetacdh

Phản ứng giữa axit sulfuric (H2SO4) và natri hydroxit (NaOH) là một phản ứng trung hòa quan trọng trong hóa học. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng này, bao gồm phương trình hóa học, cơ chế, các yếu tố ảnh hưởng, ứng dụng và các bài tập liên quan.

Phương Trình Hóa Học của Phản Ứng H2SO4 và NaOH

Phản ứng giữa H2SO4 và NaOH là một phản ứng trung hòa, trong đó axit và bazơ tác dụng với nhau tạo thành muối và nước. Có hai khả năng xảy ra, tùy thuộc vào tỉ lệ mol giữa H2SO4 và NaOH:

  1. Tỉ lệ 1:1:
    H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
    Trong trường hợp này, chỉ một phần của axit sulfuric bị trung hòa, tạo ra natri bisulfat (NaHSO4), một muối axit.

  2. Tỉ lệ 1:2:
    H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
    Ở tỉ lệ này, axit sulfuric được trung hòa hoàn toàn, tạo ra natri sulfat (Na2SO4) và nước. Đây là phản ứng thường gặp hơn.

Phản ứng trung hòa H2SO4 và NaOH tạo ra muối Na2SO4 và nước, một trong những phản ứng quan trọng trong hóa học.

Cơ Chế Phản Ứng H2SO4 Tác Dụng Với NaOH

Phản ứng giữa H2SO4 và NaOH xảy ra theo cơ chế trao đổi ion. Trong dung dịch, H2SO4 phân ly thành các ion H+ và SO42-, trong khi NaOH phân ly thành Na+ và OH-. Các ion H+ từ axit sẽ kết hợp với các ion OH- từ bazơ để tạo thành nước (H2O), đồng thời các ion Na+ và SO42- kết hợp với nhau tạo thành muối natri sulfat (Na2SO4).

Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Phản Ứng H2SO4 và NaOH

  • Nồng độ: Nồng độ của H2SO4 và NaOH ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Nồng độ càng cao, phản ứng xảy ra càng nhanh.
  • Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng thường làm tăng tốc độ phản ứng.
  • Tỉ lệ mol: Tỉ lệ mol giữa H2SO4 và NaOH quyết định sản phẩm của phản ứng (NaHSO4 hoặc Na2SO4).

Ứng Dụng Của Phản Ứng H2SO4 và NaOH

Phản ứng giữa H2SO4 và NaOH có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau:

  • Trong phòng thí nghiệm: Phản ứng được sử dụng để chuẩn độ axit-bazơ, xác định nồng độ của các dung dịch axit hoặc bazơ.
  • Trong công nghiệp: Phản ứng được sử dụng để điều chỉnh pH trong các quy trình sản xuất, xử lý nước thải.
  • Trong đời sống: Phản ứng được sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa, trung hòa axit.

Phương Trình Ion Rút Gọn

Để hiểu rõ hơn bản chất của phản ứng, ta có thể viết phương trình ion rút gọn:

H+ + OH- → H2O

Phương trình ion rút gọn mô tả quá trình trung hòa axit-bazơ, trong đó ion H+ kết hợp với ion OH- tạo thành nước.

Bài Tập Vận Dụng Về Phản Ứng H2SO4 Tác Dụng Với NaOH

Dưới đây là một số bài tập vận dụng liên quan đến phản ứng giữa H2SO4 và NaOH, giúp bạn củng cố kiến thức:

Bài 1: Cho 200 ml dung dịch NaOH 1M tác dụng với 100 ml dung dịch H2SO4 1.5M. Tính nồng độ mol của các chất sau phản ứng.

Hướng dẫn giải:

  • Số mol NaOH: nNaOH = 0.2 * 1 = 0.2 mol
  • Số mol H2SO4: nH2SO4 = 0.1 * 1.5 = 0.15 mol
  • Phương trình phản ứng: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
  • Vì nNaOH < 2nH2SO4, H2SO4 dư sau phản ứng. NaOH phản ứng hết.
  • Số mol Na2SO4 tạo thành: nNa2SO4 = 0.1 mol
  • Số mol H2SO4 dư: nH2SO4 (dư) = 0.15 – 0.1 = 0.05 mol
  • Thể tích dung dịch sau phản ứng: V = 0.2 + 0.1 = 0.3 lít
  • Nồng độ Na2SO4: [Na2SO4] = 0.1/0.3 = 0.33 M
  • Nồng độ H2SO4 dư: [H2SO4] = 0.05/0.3 = 0.17 M

Bài 2: Trung hòa 50 ml dung dịch H2SO4 0.5M bằng dung dịch NaOH 20%. Tính khối lượng dung dịch NaOH cần dùng.

Hướng dẫn giải:

  • Số mol H2SO4: nH2SO4 = 0.05 * 0.5 = 0.025 mol
  • Phương trình phản ứng: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
  • Số mol NaOH cần dùng: nNaOH = 2 nH2SO4 = 2 0.025 = 0.05 mol
  • Khối lượng NaOH cần dùng: mNaOH = 0.05 * 40 = 2 gam
  • Khối lượng dung dịch NaOH 20% cần dùng: mdd NaOH = (2 / 20) * 100 = 10 gam

Bài 3: Cho 100 ml dung dịch H2SO4 tác dụng với 5.3 gam Na2CO3, sau phản ứng thu được 2.24 lít khí (đktc). Tính nồng độ mol của dung dịch H2SO4.

Hướng dẫn giải:

  • Số mol Na2CO3: nNa2CO3 = 5.3/106 = 0.05 mol
  • Số mol CO2: nCO2 = 2.24/22.4 = 0.1 mol
  • Phương trình phản ứng: H2SO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + H2O + CO2
  • Vì nCO2 > nNa2CO3, H2SO4 dư sau phản ứng. Na2CO3 phản ứng hết.
  • Số mol H2SO4 phản ứng: nH2SO4 (phản ứng) = nNa2CO3 = 0.05 mol
  • Nồng độ H2SO4: [H2SO4] = 0.05/0.1 = 0.5 M

Hình ảnh minh họa phản ứng giữa H2SO4 và Na2CO3 tạo ra khí CO2, thể hiện tính chất hóa học của H2SO4.

Câu 4: Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe2O3, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300ml dung dịch H2SO4 0,1M thì khối lượng muối sunfat khan tạo thành là:

A. 5,33gam

B. 5,21gam

C. 3,52gam

D. 5,68gam.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

nO (oxit) = nH+2= 0,03 mol

→ mKL = m oxit – mO(oxit) = 2,81 – 0,03.16 = 2,33 gam

mmuối = mKL + mSO42−= 2,33 + 0,03.96 = 5,21gam

Câu 5:Hòa tan 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lít khí hiđro ở đktc và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

A. 9,52.

B. 10,27.

C. 8,98.

D. 7,25.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Bảo toàn nguyên tố H: nH2SO4=nH2=0,06mol

→nSO42−=0,06mol

→ mMuối = mKL + mSO42−= 3,22 + 0,06.96 = 8,98 gam

Phản ứng giữa H2SO4 và NaOH là một phản ứng quan trọng và có nhiều ứng dụng trong thực tế. Việc nắm vững kiến thức về phản ứng này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hóa học và ứng dụng của nó trong đời sống và sản xuất.

Exit mobile version