Buzz
1. Phản ứng hóa học: CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O
Phương trình phản ứng giữa CH3COOH và NaHCO3:
15CH3COOH + 10NaHCO3 → 10CH3COONa + 2H2O + 20CO2
Một phản ứng phổ biến trong đời sống hàng ngày là phản ứng giữa axit axetic và natri bicarbonate. Axit axetic, hay còn gọi là axit ethanoic hoặc giấm, là một axit hữu cơ yếu với công thức hóa học CH3COOH.
Natri bicarbonate, thường gọi là muối nở, là một chất rắn màu trắng với công thức hóa học NaHCO3. Khi kết hợp, chúng tạo thành một phản ứng chuyển vị kép, trong đó các ion trong chất phản ứng trao đổi vị trí, sinh ra các hợp chất mới.
Phản ứng này sản sinh natri axetat, nước và carbon dioxide. Natri axetat là muối với công thức hóa học CH3COONa. Nước có công thức H2O, và carbon dioxide là khí với công thức CO2.
Đây là một ví dụ điển hình của phản ứng trung hòa axit-bazơ, trong đó axit và bazơ phản ứng tạo ra muối và nước. Đồng thời, đây cũng là một ví dụ về phản ứng tạo khí, khi một sản phẩm là khí thoát ra, quan sát được qua sự hình thành bong bóng khi trộn giấm và muối nở.
2. Phân tích phương trình phản ứng hóa học CH3COOH với NaHCO3
2.1. Các điều kiện cần thiết để phản ứng giữa CH3COOH và NaHCO3 xảy ra
Phản ứng trao đổi ion giữa axit axetic và natri bicarbonate, tạo ra muối natri axetat, nước và khí cacbonic theo phương trình CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2, yêu cầu một số điều kiện để phản ứng diễn ra hiệu quả:
- Nồng độ axit axetic và natri bicarbonate cần phải đủ lớn để tạo ra dung dịch bão hòa hoặc gần bão hòa.
- Nhiệt độ của dung dịch cần đạt ít nhất 50°C, cao hơn nhiệt độ phân hủy của natri bicarbonate, để khí cacbonic có thể thoát ra khỏi dung dịch.
- Áp suất dung dịch phải thấp hơn áp suất bão hòa của khí cacbonic để tránh khí này hòa tan trở lại vào dung dịch.
- Cần có một chất xúc tác hoặc kích thích để đẩy nhanh phản ứng, có thể là chất kiềm hoặc chất oxy hóa.
2.2. Quy trình thực hiện phản ứng
Để thực hiện phản ứng CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2, bạn cần chuẩn bị các dụng cụ và hóa chất sau đây:
- Ống nghiệm, giá đỡ ống nghiệm, bình đựng nước, ống dẫn khí, và que khuấy.
- Dung dịch axit axetic (CH3COOH), natri bicarbonate (NaHCO3), và dung dịch phenolphthalein.
Các bước thực hiện như sau:
- Cho một lượng vừa đủ dung dịch axit axetic vào ống nghiệm, thêm vài giọt dung dịch phenolphthalein và lắc đều để dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt.
- Thêm từ từ natri bicarbonate vào ống nghiệm, lắc nhẹ để phản ứng xảy ra. Quan sát và ghi lại các hiện tượng xảy ra.
- Cắm ống dẫn khí vào ống nghiệm, đưa đầu còn lại của ống dẫn khí vào bình chứa nước. Dùng que đóm đã châm lửa để kiểm tra trong bình nước. Quan sát và ghi lại kết quả.
Kết quả:
- Khi natri bicarbonate được cho vào ống nghiệm, khí sẽ thoát ra kèm theo âm thanh xèo xèo. Dung dịch trong ống nghiệm sẽ chuyển từ màu hồng sang trong suốt do phản ứng trung hòa giữa axit axetic và natri bicarbonate, tạo ra muối natri axetat (CH3COONa), nước (H2O), và khí cacbonic (CO2).
- Khi que đóm được đưa vào bình nước, que đóm sẽ tắt ngay lập tức vì khí cacbonic không cháy và không duy trì sự cháy của que đóm.
2.3. Các phương pháp nhận diện phản ứng
- Phản ứng sẽ xảy ra khi dung dịch CH3COOH được trộn với dung dịch NaHCO3, hoặc khi NaHCO3 được thêm vào giấm (dung dịch CH3COOH loãng).
- Kết quả phản ứng là sự giải phóng khí CO2, có thể kiểm tra bằng cách đốt cháy khí với ngọn lửa đỏ hoặc dẫn khí qua dung dịch nước vôi tôi (Ca(OH)2) để tạo kết tủa trắng CaCO3.
- Trong quá trình phản ứng, muối natri axetat (CH3COONa) và nước (H2O) cũng được hình thành. Để xác định sự có mặt của muối, có thể thêm dung dịch FeCl3 sau phản ứng, tạo kết tủa đỏ gạch Fe(OH)3. Nước có thể được nhận diện bằng cách đo nhiệt độ dung dịch sau phản ứng; nếu nhiệt độ tăng, đó là dấu hiệu của sự xuất hiện của nước.
2.4. Phương pháp cân bằng phương trình hóa học
Để cân bằng phương trình CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2, cần xác định hệ số của các chất tham gia và sản phẩm để số nguyên tử của mỗi nguyên tố bên trái bằng số nguyên tử của nguyên tố đó bên phải. Phương pháp hiệu quả nhất là sử dụng phương pháp ion electron, tập trung vào các phản ứng oxi hóa khử trong môi trường axit và bazơ, sau đó kết hợp để cân bằng phương trình. Dưới đây là các bước chi tiết:
- Xác định các chất oxi hóa và chất khử: CH3COOH là chất oxi hóa, còn NaHCO3 là chất khử.
- Viết phương trình oxi hóa khử trong môi trường axit:
+ Phản ứng oxi hóa: CH3COOH + 2H+ + 2e- → CH3COO- + H2O
+ Phản ứng khử: NaHCO3 + H2O → Na+ + CO2 + 2OH- + 2e-
- Cân bằng số electron cho cả hai phương trình: Nhân phương trình oxi hóa với 2 và phương trình khử với 1 để có được:
+ 2CH3COOH + 4H+ + 4e- → 2CH3COO- + 2H2O
+ NaHCO3 + H2O → Na+ + CO2 + 2OH- + 2e-
- Cộng hai phương trình để loại bỏ electron, ta có:
2CH3COOH + NaHCO3 → 2CH3COO- + Na+ + CO2 + H2O.
- Viết phương trình dưới dạng ion phân tử, ta có:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2.
2.5. Ứng dụng của phản ứng
Phản ứng này có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống hàng ngày, chẳng hạn như:
- Trong nấu ăn, phản ứng tạo ra khí CO2 giúp làm nở bánh, bánh quy, bánh mì và các sản phẩm từ bột mì. Khi nhiệt độ tăng, natri bicarbonate phân hủy sinh ra CO2, khiến bột mì nở và tạo ra các lỗ nhỏ, làm cho sản phẩm nhẹ và xốp hơn.
- Trong làm sạch, phản ứng giữa axit axetic và các vết bẩn trên kim loại, gốm sứ, thủy tinh giúp tạo ra khí CO2 và muối natri axetat. Điều này làm tan các chất bẩn, tẩy trắng vết ố và làm cho bề mặt sáng bóng, sạch sẽ hơn.
- Trong y học, dung dịch axit axetic được sử dụng như thuốc giảm đau, chống viêm và kháng khuẩn. Khi uống dung dịch axit axetic pha loãng, phản ứng sinh ra muối natri axetat và khí CO2 trong dạ dày. Muối natri axetat làm giảm độ axit dịch vị, giảm đau bụng và viêm loét, trong khi khí CO2 kích thích tiêu hóa và ngăn chặn vi khuẩn gây bệnh.
2.6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
– Tính chất chính của CH3COOH (axit axetic): CH3COOH là axit yếu thuộc nhóm axit monoprotic, có khả năng phản ứng với hidrocacbonat để tạo ra axetat kim loại, nước và khí cacbonic.
– Tính chất chính của NaHCO3 (natri hidrocacbonat): NaHCO3 là muối axit, nhưng cũng thể hiện tính chất của axit yếu khi phản ứng với các axit khác.
3. Bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1: Khi đun nóng axit axetic với rượu etylic và dùng axit sulfuric làm chất xúc tác, sản phẩm thu được là một chất lỏng không màu, có mùi thơm, không hòa tan trong nước và nổi trên mặt nước. Sản phẩm đó là
A. CH3Cl.
B. CH3COONa.
C. CH3COOC2H5.
D. C2H4.
Câu 2: Chất nào dưới đây làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ?
A. CH3COOH.
B. CH3CH2OH.
C. CH2=CH2.
D. CH3CHO.
Câu 3: Trong ngành công nghiệp, axit axetic được sản xuất chủ yếu bằng cách
A. Nhiệt phân CH4 và sau đó làm lạnh nhanh.
B. Lên men dung dịch rượu C2H5OH.
C. Oxi hóa C2H6 với xúc tác và nhiệt độ phù hợp.
D. Oxi hóa C4H10 với xúc tác và nhiệt độ phù hợp.
Câu 4: Khi hòa tan hoàn toàn 4,8 gam Mg vào dung dịch CH3COOH, thể tích khí H2 sinh ra (ở điều kiện tiêu chuẩn) là
A. 4,48 lít.
B. 1,12 lít.
C. 2,24 lít.
D. 3,36 lít.
Câu 5: Khi thêm bột NaHCO3 vào dung dịch CH3COOH, hiện tượng quan sát được là
A. Chất rắn tan và xuất hiện bọt khí.
B. Chất rắn hòa tan.
C. Chất rắn không hòa tan, có bọt khí.
D. Xuất hiện chất kết tủa trắng.
Câu 6: Axit axetic (CH3COOH) có thể phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào dưới đây?
A. Na, CuO, H2SO4.
B. KOH, Na, BaCO3.
C. KOH, Cu, KCl.
D. Na, NaCl, CuO.
Đây là nội dung bài viết của Mytour về phản ứng hóa học CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O. Cảm ơn quý độc giả đã theo dõi!
