Khám phá phản ứng trung hòa: Định nghĩa, ví dụ và bài tập

Buzz

Nội dung bài viết

1. Phản ứng trung hòa là gì?

2. Ví dụ về phản ứng trung hòa

3. Phân loại phản ứng trung hòa

3.1. Axit mạnh và bazơ mạnh

3.2. Axit mạnh và bazơ yếu

3.3. Axit yếu và bazơ mạnh

3.4. Axit yếu và bazơ yếu

4. Ứng dụng của phản ứng trung hòa trong đời sống hàng ngày

5. Một số bài tập ứng dụng

Xem thêm

Phản ứng trung hòa là một hiện tượng hóa học rất phổ biến với nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày. Đây là phần kiến thức quan trọng trong chương trình hóa học Trung học cơ sở. Bài viết của Mytour sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về chủ đề này.

1. Phản ứng trung hòa là gì?

Phản ứng trung hòa xảy ra khi axit và bazơ phản ứng với nhau để tạo ra dung dịch không còn tính axit hay bazơ, mà chỉ chứa muối và nước.

Trên thực tế, phản ứng trung hòa không chỉ diễn ra giữa axit và bazơ mà còn có thể xảy ra giữa các hợp chất có tính axit và tính bazơ, chẳng hạn như muối hoặc oxit của chúng.

Để nắm vững phản ứng trung hòa, hãy cùng khám phá 6 dạng phản ứng trung hòa phổ biến dưới đây thông qua các phương trình phản ứng tổng quát:

Axit + Bazơ → Muối + H2O

Phương trình phản ứng đơn giản: H+ + OH- → H2O

Ví dụ: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

Axit + oxit bazơ → Muối + H2O

Phương trình phản ứng đơn giản: H+ + M2On → M^n+ + H2O

Ví dụ: 2HCl + FeO → FeCl2 + H2O

Axit + Muối → Muối mới + Axit yếu

Ví dụ: 2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O

Phương trình phản ứng đơn giản: 2H+ + CaCO3 → Ca2+ + CO2 + H2O

Chú ý: Nếu phản ứng tạo ra muối kết tủa thì không thuộc loại phản ứng trung hòa, mà là phản ứng trao đổi.

Bazơ + Oxit axit → Muối + H2O

Ví dụ: 2KOH + SO2 → K2SO4 + H2O

2OH- + SO2 → SO3^2- + H2O

Bazơ + Muối → Muối mới + Bazơ yếu hơn

Ví dụ:

KOH + NH4NO3 → KNO3 + NH3 + H2O

OH- + NH4+ → NH3 (khí) + H2O

Chú ý: Tương tự như phản ứng axit + muối, nếu phản ứng tạo ra kết tủa mà không có bazơ mới yếu hơn thì không phải là phản ứng trung hòa.

Muối có tính axit + Muối có tính bazơ (+ H2O) → Muối mới + axit yếu + bazơ yếu

Ví dụ: NH4Cl + NaAlO2 + H2O → Al(OH)3 (kết tủa) + NH3 (khí) + NaCl

2NaHSO4 + Na2CO3 → 2Na2SO4 + CO2 (khí) + H2O

Điều kiện để phản ứng trung hòa xảy ra

Phản ứng trung hòa là một dạng phản ứng trao đổi, vì vậy các điều kiện cần thiết để xảy ra phản ứng trung hòa cũng tương tự như các điều kiện của phản ứng trao đổi.
Phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra khi sản phẩm tạo thành có chất không tan, khí hoặc nước.
Trong phản ứng trung hòa, sản phẩm luôn chứa nước, do đó phản ứng này đáp ứng các điều kiện của phản ứng trao đổi.

Đặc điểm của phản ứng trung hòa

Khi số mol của axit và bazơ được đưa vào phản ứng trung hòa đúng mức, dung dịch cuối cùng chỉ chứa muối và nước, không còn tính axit hay bazơ, nên không có các đặc tính của axit hay bazơ. Để nhanh chóng kiểm tra xem phản ứng đã hoàn tất và số lượng đã đúng hay chưa, bạn có thể sử dụng giấy quỳ tím.

Nếu phản ứng được thực hiện hoàn toàn, giấy quỳ tím sẽ không thay đổi màu sắc.
Nếu còn dư axit hoặc bazơ, giấy quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ hoặc xanh tương ứng với loại dư thừa.

Nguyên tắc cơ bản của phản ứng trung hòa

Phản ứng trung hòa chủ yếu là sự tương tác giữa axit và bazơ (hay ion H+ và OH- theo phương trình đơn giản), vì vậy khi số lượng ion H+ và OH- bằng nhau (theo mol), kết quả phản ứng chỉ tạo ra muối, không còn dư axit (H+) hay bazơ (OH-).
Đặc điểm quan trọng khác của phản ứng trung hòa là pH. pH cho biết dung dịch sau phản ứng có tính bazơ hay axit, tức là còn dư axit hay bazơ. Điều này được xác định dựa trên số lượng ion H+ trong dung dịch đo được.
Các khái niệm về tính axit và tính bazơ có thể thay đổi tùy theo các thông số xem xét. Theo lý thuyết của Bronsted và Lowry, axit là chất cho proton (H+) và bazơ là chất nhận proton trong phản ứng.

H+ + OH- → H2O

2. Ví dụ về phản ứng trung hòa

Một ví dụ điển hình về phản ứng trung hòa là sự phản ứng giữa axit và bazơ để tạo ra muối và nước:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Mũi tên cho biết phản ứng đã hoàn tất và sản phẩm đã hình thành. Một số ví dụ phổ biến khác về phản ứng trung hòa bao gồm:

Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O

HCl + KOH → KCl + H2O

3. Phân loại phản ứng trung hòa

3.1. Axit mạnh và bazơ mạnh

Khi axit sulfuric phản ứng với Kali hydroxit trong nước, phản ứng xảy ra như sau:

H2SO4 + 2KOH -> K2SO4 + 2H2O

Cả axit và bazơ trong phản ứng này đều là chất điện ly mạnh, vì vậy chúng ion hóa hoàn toàn trong dung dịch. Độ pH của dung dịch sẽ phụ thuộc vào chất điện ly mạnh chiếm ưu thế.

3.2. Axit mạnh và bazơ yếu

HNO3 + NH3 -> NH4NO3

Trong trường hợp này, nước được tạo ra cùng với muối, không phải là sản phẩm chính, vì quá trình phản ứng diễn ra theo các bước sau:

Khi khí NH3 được hòa tan trong nước, phản ứng xảy ra là: NH3 + H2O -> NH4OH, là một bazơ yếu dễ phân hủy.
NH4OH sinh ra ngay lập tức phản ứng với HNO3 theo phương trình: NH4OH + HNO3 -> NH4NO3 + H2O

Tổng hợp hai phương trình phản ứng trên sẽ cho phản ứng tổng quát:

NH3 + H2O + HNO3 -> NH4NO3 + H2O

Vì nước xuất hiện ở cả hai phía của phương trình phản ứng, nên nó sẽ được loại bỏ, và phương trình phản ứng trở thành như đã nêu ở trên.

Do đó, nước có thể được xem như là một sản phẩm của phản ứng nhưng không được đưa vào phương trình phản ứng.

3.3. Axit yếu và bazơ mạnh

CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O

Do axit axetic là một chất điện ly yếu, nó chỉ phân ly một phần thành natri axetat và nước. Dung dịch tạo thành có pH gần với giá trị của muối trung hòa, thường khoảng pH = 7, và không làm thay đổi màu của quỳ tím.

3.4. Axit yếu và bazơ yếu

Cuối cùng, như đã đề cập, một bazơ yếu không thể trung hòa axit yếu vì cả hai đều bị thủy phân trong dung dịch nước, và pH của dung dịch sẽ phụ thuộc vào độ bền của axit và bazơ.

4. Ứng dụng của phản ứng trung hòa trong đời sống hàng ngày

Phản ứng trung hòa có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống.

Trong thực phẩm, để giảm bớt độ chua do axit từ quả chanh khi pha nước chanh, người ta thường thêm đường (chứa các hợp chất bazơ gốc hydroxit) để trung hòa axit và tạo ra hương vị dễ uống hơn.

5. Một số bài tập ứng dụng

Dung dịch A chứa HCl và H2SO4 theo tỷ lệ mol 3:1, và 100ml của dung dịch A được trung hòa bằng 50 ml dung dịch NaOH có nồng độ 20g NaOH / lít.

1. Xác định nồng độ mol của từng axit trong dung dịch A

2. 200 ml dung dịch A sẽ phản ứng tối đa với bao nhiêu ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M.

3. Tính tổng khối lượng của các muối tạo thành sau khi phản ứng giữa hai dung dịch A và B.

Hướng dẫn giải

1. Gọi x là số mol của H2SO4, và 3x là số mol của HCl

Số mol NaOH trong 1 lít dung dịch A là:

n (NaOH) = m (NaOH) / N (NaOH) = 20 / 40 = 0,5 mol

Nồng độ mol của NaOH trong dung dịch A được tính là:

Cm (NaOH) = n (NaOH) / V (A) = 0,5 / 1 = 0,5 M

Số mol NaOH đã sử dụng trong phản ứng trung hòa là:

n (NaOH) = 0,05 x 0,5 = 0,025 mol

Phương trình phản ứng để trung hòa là:

HCl + NaOH → NaCl + H2O (1)

3x 3x

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (2)

x 2x

Từ hai phương trình phản ứng trên, ta có:

3x + 2x = 0,025

=> 5x = 0,025

=> x = 0,005

Vì vậy, nồng độ của các axit trong dung dịch A là:

Cm (H2SO4) = 0,005 / 0,1 = 0,05 M

Cm (HCl) = 0,015 / 0,1 = 0,15 M

2. Giả sử HA là axit đại diện cho hai axit, 200ml dung dịch A chứa 0,05 mol HA.

Giả sử MOH là bazơ trong dung dịch B, với nMOH = 0,4 mol

Phản ứng trung hòa là:

HA + MOH → MA + H2O

=> n (MOH) = n (HA) = 0,05 mol

Do đó, 0,4V = 0,05V = 0,125 lít = 125 ml

3. Theo kết quả:

nNaOH = 0,025 mol

nBaOH = 0,0125 mol

nHCl = 0,03 mol

nH2SO4 = 0,01 mol

Bảo toàn khối lượng các muối:

m (muối) = m(SO4) + m(Na) + m(Ba) + m(Cl) = 0,01 x 96 + 0,025 x 23 + 0,0125 x 137 + 0,03 x 35,5 = 4,3125 (gram)

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Phản ứng trung hòa là gì và có đặc điểm gì nổi bật?

Phản ứng trung hòa là quá trình hóa học giữa axit và bazơ, tạo ra muối và nước. Đặc điểm nổi bật là dung dịch sau phản ứng không còn tính axit hay bazơ, chỉ chứa muối và nước, có pH gần 7.

Các dạng phản ứng trung hòa phổ biến bao gồm những gì?

Có sáu dạng phản ứng trung hòa phổ biến: axit + bazơ, axit + oxit bazơ, axit + muối, bazơ + oxit axit, bazơ + muối, và muối có tính axit + muối có tính bazơ. Mỗi dạng có phương trình và sản phẩm khác nhau.

Điều kiện cần thiết để phản ứng trung hòa xảy ra là gì?

Phản ứng trung hòa xảy ra khi có sự tương tác giữa axit và bazơ trong dung dịch, và sản phẩm tạo ra cần có nước, muối hoặc khí. Đảm bảo tỷ lệ mol giữa axit và bazơ là rất quan trọng.

Làm thế nào để kiểm tra độ hoàn thành của phản ứng trung hòa?

Bạn có thể sử dụng giấy quỳ tím để kiểm tra. Nếu phản ứng hoàn tất, giấy sẽ không thay đổi màu. Nếu còn dư axit, giấy sẽ chuyển sang đỏ, trong khi dư bazơ sẽ chuyển sang xanh.

Phản ứng trung hòa có ứng dụng gì trong đời sống hàng ngày?

Phản ứng trung hòa được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, như trong thực phẩm, để điều chỉnh độ chua của nước chanh bằng cách thêm đường, giúp tạo ra hương vị dễ chịu hơn.

Phân loại phản ứng trung hòa giữa axit mạnh và bazơ yếu là như thế nào?

Phân loại này diễn ra khi axit mạnh như HNO3 phản ứng với bazơ yếu như NH3. Kết quả là nước và muối hình thành, nhưng nước không phải là sản phẩm chính trong phản ứng này.