Bài 29. Axit cacbonic và muối cacbonat

Ở bài học này chúng ta hãy cùng đi tìm hiểu xem Axit cacbonic và muối cacbonat có những tính chất và ứng dụng gì?

I. AXIT CACBONIC (H₂CO₃)

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

Trong nước mưa hay nước tự nhiên có chứa một lượng nhỏ axit cacbonic , cứ 1 lít nước hòa tan được 90ml khí CO₂ có trong khí quyển và một phần khí CO₂ tác dụng với nước để hình thành axit cacbonic H₂CO₃, còn lại phần lớn CO₂ vẫn tồn tại trong khí quyển. Khi đun nóng thì khí CO₂ lại bay ra khỏi dung dịch.

2. Tính chất hóa học

• H₂CO₃ là một axit yếu: Dung dịch H₂CO₃ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt.

• H₂CO₃ là một axit không bền: khi tham gia các phản ứng hóa học thì nhanh chóng bị phân hủy thành CO₂ và H₂O.

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ (phản ứng thuận nghịch)

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

II. MUỐI CACBONAT

1. Phân loại

Có 2 loại muối: muối cacbonat trung hòa gọi là muối cacbonat và muối cacbonat axit gọi là muối hidrocacbonat.

2. Tính chất

a. Tính tan

b. Tính chất hóa học 

• Tác dụng với axit

Tiến hành thí nghiệm cho NaHCO₃ và Na₂CO₃ lần lượt tác dụng với HCl

   Video 1: Thí nghiệm phản ứng của NaHCO₃ với HCl.      Video 2: Thí nghiệm phản ứng của Na₂CO₃ với HCl.

Hiện tượng: Có bọt khí không màu thoát ra ở cả hai thí nghiệm là khí cacbonic (CO₂).

Giải thích: Khí CO₂ thoát ra là vì xảy ra phản ứng hóa học sau:

                   NaHCO_3(dd)  + HCl_(dd)     NaCl_(dd)  + CO_2(k)  + H₂O_(l)

                    Na₂CO_3(dd)  + 2HCl_(dd)   2NaCl_(dd)  + CO_2(k)  + H₂O_(l)

Nhận xét: Muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit mạnh hơn axit cacbonic tạo thành muối mới và giải phóng CO2.

• Tác dụng với dung dịch bazo

Tiến hành thí nghiệm của K₂CO₃ với Ca(OH)₂

Kết tủa vẩn đục màu trắng khi cho K2CO3 tác dụng với Ca(OH)2

Giải thích: Do có phản ứng hóa học:

K₂CO_3(dd)  + Ca(OH)_2(dd)   CaCO_3(rắn)  + 2KOH_(dd)

Nhận xét:  Một số dung dịch muối cacbonat phản ứng với dung dịch bazo tạo thành muối cacbonat không tan và dung dịch bazo mới.

​Chú ý: Muối hidrocacbonat tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành muối trung hòa và nước.

Ví dụ: NaHCO_3(dd)  + NaOH_(dd) Na₂CO_3(dd)  + H₂O_(l)

• Tác dụng với dung dịch muối 

Cho dung dịch Na₂CO₃ tác dụng với dung dịch CaCl₂.

Hiện tượng: Có vẩn đục kết tủa trắng xuất hiện.

Phương trình hóa học: Na₂CO_3(dd)   +  CaCl_2(dd)     CaCO_3(r)   +  NaCl_(dd)

Nhận xét: Dung dịch muối cacbonat có thể tác dụng với một số dung dịch muối tạo thành hai muối mới.

• Muối cacbonat bị nhiệt phân hủy

Nhiều muối cacbonat (trừ muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm) dễ bị nhiệt phân hủy giải phóng khí CO₂.

Ví dụ : CaCO_3(r)   CaO_(r)  + CO_2(k)
            2KHCO_3(r)  K₂CO_3(r)   +  H₂O_(h)  + CO_2(k)
              2NaHCO_3(r)  Na₂CO_3(r)   +  H₂O_(h)  + CO_2(k)

3. Ứng dụng

Các muối cacbonat có nhiều ứng dụng trong đời sống: CaCO₃ là thành phần chính của đá vôi, đá phấn dùng làm nguyên liệu để sản xuất vôi, xi măng , Na₂CO₃ dùng để sản xuất xà phòng , nấu thủy tinh , NaHCO₃ dùng làm dược phẩm ( thuốc chữa đau dạ dày do thừa axit) , hóa chất trong bình cứu hỏa...

III. CHU TRÌNH CACBON TRONG TỰ NHIÊN

Trong tự nhiên có sự chuyển hóa cacbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hóa này diễn ra thường xuyên , liên tục và được tạo thành chu trình khép kín.

IV. Tổng kết

1. H₂CO₃ là axit yếu, không bền, dễ bị phân huỷ thành CO₂ và H₂O.

2. Muối cacbonat có những tính chất hoá học sau: tác dụng với dung dịch axit mạnh, với dung dịch bazơ, dung dịch muối; dễ bị nhiệt phân huỷ giải phóng khí CO2 (trừ Na₂CO₃, K₂CO₃...).

3. Một số muối cacbonat dược dùng làm nguyên liệu sản xuất vôi, xi măng, xà phòng, thuốc chữa bệnh, bình cứu hoả, v.v...

Trong quá trình học tập , nếu có bất kỳ thắc mắc nào , các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé . Chúc các em học tốt !