Phản ứng trung hòa là gì? Điều kiện để xảy ra phản ứng trung hòa là gì? Nêu đặc điểm và nguyên tắc của phản ứng trung hoà? Phân loại phản ứng trung hòa? Bài tập ứng dụng?
Phản ứng trung hòa là một phần trọng tâm của chương trình hóa học lớp 9. Vậy phản ứng trung hòa là gì? Phân loại phản ứng trung hòa là gì? Bài viết dưới đây sẽ giúp các em học sinh THCS hiểu rõ hơn về phản ứng trung hòa.
1. Thế nào là phản ứng trung hòa?
Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa axit và bazơ sao cho sau khi phản ứng xong dung dịch gồm muối và nước không còn tính axit hay bazơ, tức là số mol axit bằng số mol bazơ trong sự phản ứng lại.
Ngoài phản ứng với axit và bazơ, trong thực tế, các phản ứng trung hòa cũng có thể xảy ra giữa các hợp chất có tính axit và bazơ, chẳng hạn như muối và oxit của chúng.
2. Điều kiện xảy ra phản ứng trung hòa:
Vì phản ứng trung hòa thuộc loại phản ứng trao đổi nên điều kiện để xảy ra phản ứng trung hòa cũng sẽ giống với điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi.
– Phản ứng trao đổi trong dung dịch các chất chỉ xảy ra khi sản phẩm tạo thành là chất khí hoặc chất không tan hoặc nước.
Ví dụ:
Phương trình: CuSO4 + 2NaOH-> Na2SO4 + Cu(OH)2
Phương trình: K2SO4 + NaOH -> Phản ứng không xảy ra.
3. Đặc điểm và nguyên tắc của phản ứng trung hòa:
3.1. đặc trưng:
Nếu cho đủ số mol axit và bazơ để thực hiện phản ứng trung hòa thì dung dịch thu được lúc này sẽ là muối và nước không còn tính axit hay bazơ nên không còn tính chất hóa học. của axit hoặc bazơ. Để biết phản ứng trung hòa đã xảy ra và đủ hay chưa ta dùng giấy quỳ tím hóa đỏ.
– Nếu phản ứng xảy ra vừa đủ thì quỳ tím có hiện tượng không đổi màu.
– Nếu dư axit hoặc bazơ thì quỳ tím lần lượt chuyển sang màu đỏ hoặc màu xanh.
3.2. Nguyên tắc:
Nếu bắt đầu phản ứng trung hòa với một lượng bazơ và axit bằng nhau (đo bằng số mol) thì khi kết thúc phản ứng chỉ thu được một muối, nghĩa là không còn lượng bazơ hay axit dư. .
Phản ứng axit-bazơ có một đặc tính rất quan trọng đối với phản ứng axit-bazơ là pH, chỉ số này cho biết mức độ axit hoặc bazơ của dung dịch, được xác định bởi số lượng ion H+ có trong dung dịch. giải pháp đo lường.
Bên cạnh đó, có một số khái niệm về tính axit và tính bazơ tùy thuộc vào các tham số được xem xét. Một ví dụ là khái niệm của Bronsted và Lowry, coi axit là chất cho proton (H+) và bazơ có khả năng nhận chúng.
4. Phân loại phản ứng trung hòa:
Axit mạnh + bazơ mạnh
Phản ứng giữa axit sunfuric và kali hiđroxit trong môi trường nước, ta có phương trình sau:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
Có thể thấy cả axit và hiđroxit đều là chất điện li mạnh nên cả axit và hiđroxit đều bị ion hóa hoàn toàn trong dung dịch. Dung dịch này có độ pH sẽ phụ thuộc vào chất điện ly mạnh chiếm tỷ lệ lớn hơn.
Axit mạnh + bazơ yếu
Phản ứng trung hòa của axit nitric với amoniac dẫn đến sự hình thành amoni nitrat
Phương trình: HNO3 + NH3 → NH4NO3
Trong phản ứng này, nước được tạo ra cùng với muối không được quan sát thấy, vì nước sẽ phải được biểu diễn dưới dạng phương trình hóa học sau:
Phương trình: HNO3 + NH + 4 + OH− → NH4NO3 + H2O
Nước có thể được quan sát như là một sản phẩm của phản ứng. Trong phản ứng này, dung dịch sẽ có độ pH cơ bản của axit.
Axit yếu + bazơ mạnh
Phản ứng giữa axit axetic và natri hydroxit được biểu diễn dưới dạng phương trình hóa học sau:
Phương trình: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Vì axit axetic là chất điện ly yếu nên nó phân ly một phần, tạo ra natri axetat và nước. Trong phản ứng này, dung dịch sẽ có độ pH cơ bản.
Axit yếu + bazơ yếu
Bazơ yếu không trung hòa được axit yếu và ngược lại. Cả axit yếu và bazơ yếu đều bị thủy phân trong dung dịch nước và độ pH của dung dịch này sẽ phụ thuộc vào “độ mạnh” của axit và bazơ.
5. Bài tập áp dụng:
Bài tập 1: Trung hòa 100ml dung dịch H2SO4 1,5M bằng dung dịch NaOH 30%.
a) Tính khối lượng dung dịch NaOH cần dùng.
b) Nếu thay dung dịch NaOH bằng dung dịch KOH 4,2% (D = 1,045 g/ml) thì cần dùng bao nhiêu lít KOH?
Hướng dẫn giải:
a) Ta có: 100ml = 0,1l
Phương trình hóa học: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O. Số mol H2SO4 là: nH2SO4 = 0,1 × 1,5 = 0,15 (mol)
Theo phương trình ta có: nNaOH = 2nH2SO4 = 0,3 (mol)
Khối lượng NaOH cần dùng là: mNaOH = 0,3 × 40 = 12 (g)
Khối lượng dung dịch NaOH 30% là: mdd NaOH = 12 × 100 : 30 = 60 (g)
Kết luận: Khối lượng dung dịch NaOH cần dùng là 60 gam.
b) Phương trình hóa học: H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O.
Theo phương trình hóa học ta có: nKOH = 2nH2SO4 = 0,3 (mol)
Khối lượng KOH cần dùng là: mKOH = 0,3 × 56 = 16,8 (g)
Khối lượng dung dịch KOH là: mddKOH = 16,8 × 100 : 4,2 = 400 (g)
=> Thể tích dung dịch KOH cần dùng là: Vdd KOH = mdd: D = 400 ÷ 1,045 = 382,78 (lít).
Phần kết luận: Thể tích dung dịch KOH cần dùng là 382,78 lít.
Bài tập 2: Cho 200ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào 200ml dung dịch HCl 0,2M. Dung dịch thu được sau phản ứng làm quỳ tím hóa đỏ sẽ như thế nào?
Hướng dẫn giải:
Ta có: 200ml = 0,2l
Phương trình hóa học: Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + H2O
Số mol BaOH là: nBa(OH)2 = 0,2 × 0,2 = 0,04 ( mol )
Số mol HCl là: nHCl = 0,2 × 0,2 = 0,04 (mol)
Theo phương trình ta có: nHCl = 2nBa(OH)2
=> nBa(OH)2 phản ứng = nHCl : 2 = 0,02 ( mol )
=> nBa(OH)2 dư = nBa(OH)2 ban đầu – nBa(OH)2 phản ứng = 0,04 – 0,02 = 0,02 ( mol )
=> Như vậy sau phản ứng còn lại bazơ Ba(OH)2 nên dung dịch sau phản ứng có môi trường bazơ. Do đó, quỳ đỏ chuyển sang màu xanh.
Phần kết luận: Quỳ tím sẽ chuyển sang màu xanh lam.
Bài tập 3: Cho 300ml dung dịch KOH 2M vào 300ml dung dịch H2SO4 2M, sau phản ứng cho mẩu Mg dư vào sản phẩm thấy có khí H2 (điều kiện tiêu chuẩn) thoát ra. Thể tích H2 là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có: 300ml = 0,3l
Ta có hai phương trình hóa học như sau:
Phương trình 1: 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O
Phương trình 2: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Số mol KOH là: nKOH = 0,3 × 2 = 0,6 (mol).
Theo phương trình 1 ta có:
nH2SO4 phản ứng = 1/2 nKOH phản ứng => nH2SO4 phản ứng = nKOH : 2 = 0,6 : 2 = 0,3 ( mol )
Theo phương trình 2 ta có: nH2SO4 dư = nMg phản ứng = nH2 = 0,3 (mol)
=> Thể tích H2 là: V H2 = 0,3 × 22,4 = 6,72 (lít).
Phần kết luận: Thể tích H2 là 6,72 lít.
Bài tập 4: Để trung hòa 400ml hỗn hợp chứa HCl 0,2M và H2SO4 0,1M cần dùng V (ml) dung dịch Ba(OH)2 0,4M. Giá trị của V là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta có: 400ml = 0,4l
Ta có hai phương trình hóa học sau:
Phương trình 1: Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O
Phương trình 2: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
Số mol HCl là: nHCl = 0,2 × 0,4 = 0,08 mol
Số mol H2SO4 là: nH2SO4 = 0,4 × 0,1 = 0,04 mol
Theo phương trình 1 ta có: nBa(OH)2 = 1/2nHCl = 0,04 mol
Theo phương trình 2 ta có: nBa(OH)2 = nH2SO4 = 0,04 mol
Số mol dung dịch Ba(OH)2 cần dùng là: nBa(OH)2 = 0,04 + 0,04 = 0,08 mol
VBa(OH)2 cần dùng = 0,08 : 0,4 = 0,2 lít = 200ml
Phần kết luận: Giá trị V cần dùng là 200ml.
Bài tập 5: Cho 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M vào 200ml dung dịch H2SO4 0,4M. Khối lượng kết tủa thu được là?
Hướng dẫn giải:
Phương trình hóa học: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
Số mol Ba(OH)2 là: nBa(OH)2 = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol
Số mol H2SO4 là: nH2SO4 = 0,2 × 0,4 = 0,08 mol
Theo phương trình hóa học ta có: nH2SO4 = nBaSO4↓= nBa(OH)2 pứ = 0,05 mol
Khối lượng BaSO4 kết tủa là: mBaSO4 kết tủa = 0,05 × 223 = 11,15 gam
Phần kết luận: Khối lượng kết tủa thu được là 11,15 gam.
Bài tập 6: Cho dung dịch chứa 0,06 mol NaOH vào dung dịch chứa x mol H3PO4. Sau phản ứng chỉ thu được muối Na3PO4 và H2O. Tính giá trị của x và khối lượng muối Na3PO4 thu được?
Hướng dẫn giải:
Phương trình hóa học: 3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O
Theo phương trình ta có: nH3PO4 = x = 1/3 nNaOH = 0,06 : 3 = 0,02 mol
Theo phương trình hóa học ta có: nNa3PO4 = 1/3 NaOH = 0,02 mol
Khối lượng muối Na3PO4 thu được là: mNa3PO4 = 0,02 × 164 = 3,28 gam
Phần kết luận: Giá trị x là 0,02 mol và khối lượng muối Na3PO4 thu được là 3,28 gam.
Chuyên mục: Bạn cần biết
Nhớ để nguồn bài viết: Phản ứng trung hòa là gì? Phân loại, bài tập phản ứng trung hoà? của website thcstienhoa.edu.vn