Axit cacbonic và muối cacbonat (Có bài tập áp dụng)

 AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

I.Axit cacbonic (H₂CO₃)

a) Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

-Nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí cacbonic: 1000m³ nước hòa tan được 90 m³ khí CO₂.

-Một phần khí CO₂ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic. Vậy axit R₂CO₃ có trong nước tự nhiên và nước mưa. Khi đun nóng, khí CO₂ bay ra khỏi dung dịch.

b) Tính chất hóa học

- H₂CO₃ là một axit yếu, dung dịch H₂CO₃ chỉ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt, bị axit mạnh đẩy ra khỏi muối.

- H₂CO₃ là một axit không bền: H₂CO₃ tạo thành trong các phản ứng hóa học bị phân hủy ngay thành CO₂ và H₂O.

Pthh: H₂CO₃  CO₂ + H₂O

II. Muối cacbonat

a)Phân loại:

-Có 2 loại:

 +Muối trung hòa: Na₂CO₃, CaCO₃,..

 +Muối axit (Hidrocacbonat) có nguyên tố H trong gốc axit: NaHCO₃, Ca (HCO₃)₂...

b) Tính chất

* Tính tan

-  Đa số các muối cacbonat không tan trong nước, chỉ có một số muối cacbonat tan được như Na₂CO₃, K₂CO₃...

-Hầu hết các muối hidrocacbonat đều tan trong nước như NaHCO₃,Ca(HCO₃)₂,...

- Hầu hết muối cacbonat trung hòa không tan, như CaCO₃, BaCO₃, MgC0₃…

c) Tính chất hóa học

- Tác dụng với axit mạnh (HCl, HNO₃, H,SO₄,...) → muối mới + CO₂.

NaHCO₃ + HCl -> NaCl + CO₂ + H₂O

Na2CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

- Muối cacbonat tan tác dụng được với dung dịch bazơ tạo thành bazơ mới và muối mới

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ -> 2KOH + CaC0₃

KHCO₃ + Ba(OH)2 → KOH + BaCO₃

2NaHCO₃ + 2KOH → Na₂CO₃ + K₂CO₃ + 2H₂O

-  Muối cacbonat tan tác dụng được với dung dịch muối tạo thành 2 muối mới

Na₂CO₃ + CaCl₂ -> 2NaCl + CaCO₃

2NaHCO3 + BaCl2 → 2NaCl + BaCO3 + H2O + CO2

-  Bị nhiệt phân hủy.

CaCO₃   CaO + CO₂

2NaHCO₃  Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

*Chú ý: Các muối Na₂CO₃, KCO₃,... không bị nhiệt phân.

III. Ứng dụng

-  CaCO₃ là thành phần chính của đá vôi, được dùng để sản xuất vôi, xi măng_r..

-  Na₂CO₃ được dùng để nấu xà phòng, sản xuất thủy tinh,..

-  NaHCO₃ được dùng làm dược phẩm, hóa chất trong bình cứu hỏa,...

IV. Chu trình cacbon trong tự nhiên

-Hô hấp của động vật, thực vật, đốt cháy thực vật, các thức ăn bị thối rữa do vi khuẩn và vi sinh…tạo ra lượng lớn CO₂ trong khí quyển.

-Cây xanh quang hợp lấy CO₂ trong khí quyển để tổng hợp diệp lục

V.Bài tập củng cố

Bài 1:

Viết pthh cho chuỗi phản ứng sau:

C→CO₂→Na₂CO₃→CaCO₃→Ca(HCO₃)₂→CaCl₂

Giải:

C + O₂ → CO₂

CO₂ + NaOH → Na₂CO₃

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + NaOH

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ + HCl → CaCl₂ +H₂O + CO₂

Bài 2:

Nêu hiện tượng và giải thích cho các thí nghiệm sau:

a)Sục khí SO₂ vào dung dịch Ca(HCO₃)₂

b)Sục khí CO₂ vào nước có nhuộm quỳ tím sau đó đun nhẹ

Giải:

a)Tạo kết tủa màu trắng và có bọt khí bay lên:

SO₂ + H₂O + Ca(HCO₃)₂ → CaSO₃ + 2H₂O + CO₂

b) Quỳ tím đổi màu hồng sau đó trở lại màu tím như ban đầu:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

H₂CO₃  CO₂ + H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Bài 3:

Hãy tính thể tích khí CO2(đktc) tạo thành để dập tắt đám cháy nếu trong bình chữa cháy có dung dịch chứa 980g H2SO4 tác dụng hết với dung dịch NaHCO3.

Giải:

H₂SO₄ + 2NaHCO₃ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

98g                       →                         22,4l

980g                     →                          = 224 (l)

Vậy thể tích CO₂ tạo thành là 224l

Bài 4:

Hãy xác định công thức hóa học của muối natri cacbonat ngậm nước biết rằng khi nung 3,1g tinh thể này đến khối lượng không đổi được chất rắn có khối lượng là 2,65g

Giải:

Đặt CTPT của muối cacbonat ngậm nước là: x.Na₂CO₃.yH₂O

Khi nung thu được muỗi khan:

x.Na₂CO₃.yH₂O  xNa₂CO₃ + yH₂O

m_H2O = 3,1 – 2,65 = 0,45g

Tỉ lệ x : y =  :  = 1 : 1

Vậy CTPT của muối cacbonat ngậm nước là Na₂CO₃.H₂O