SGK Hóa Học 9 - Bài 29: Axit cacbon và muối cacbonat
Axit cacbonic và muối cacbonat Axit cacbonic và muối cacbonat có nhũng tính chất và úng dụng gì ? - AXIT CACBONIC (H2CO3) Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí Nước tự nhiên và nước mưa có hoà tan khí cacbonrc : 1000 cm3 nước hoà tan được 9Ò cm3 khí co2. Một phần khí COọ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic, phần lớn vẫn tồn tại ở dạng phân tử COọ trong khí quyển. Khi đun nóng, khí co2 bay ra khỏi dung dịch. Trong nước mưa cũng có axit cacbonic do nước hoà tan khí co2 có trong khí quyển. Tính chốt hoó học H2CO3 là một axit yếu : Dung dịch H2CO3 làm quỳ màu tím chuyển thành màu đỏ nhạt. H2CO3 là một axit không bền : H2CO3 tạo thành trong các phản ứng hoá học bị phân huỷ ngay thành COọ và HọO. - MUỐI CACBONAT Phân loại Có hai loại muối : cacbonat trung hoà và cacbonat axit. Muối cacbonat trung hoà được gọi là muối cacbonat, không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit, thí dụ canxi cacbonat CaCO3, natri cacbonat Na9CO3, magie cacbonat MgCO3,... Muối cacbonat axit được gọi là muối hiđrocacbonat, có nguyên tố H trong thành phần gốc axit, thí dụ như canxi hiđrocacbonat Ca(HCO3)2, natri hiđrocacbonat NaHCO3, kali hiđrocacbonat KHCO3 ... Tính chất Tính tan Đa số muối cacbonat không tan trong nước, trừ một số muối cacbonat của kim loại kiềm như Na?co3, KọCO3 ... Hầu hết muối hiđrocacbonat tan trong nước, như Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2... Tính chất hoá học • Tác dụng với axit Thí nghiệm : Cho dung dịch NaHCO3 và Na?co3 lần lượt tác dụng với dung dịch axit HC1. Hiện tượng: Có bọt khí thoát ra ở cả hai ống nghiệm (hình 3.14). Nhận xét: Đó là do có phản ứng hoá học sau : NaHCO3 (dd) + HC1 (dd) -—> NaCl (dd) + H2O (l) + co2 (k) Na-)CO3 (dd) + 2HC1 (dd) > 2NaCl (dd) + HọO (l) + COọ (k) Muôi cacbonat tác dụng với dung dịch axit mạnh hơn axit cacbonic tạo thành muối mới và giải phóng khí co2. Tác dụng với dung dịch bazơ Thí nghiệm : Cho dung dịch KọCO3 tác dụng với. dung dịch Ca(OH)2. Hiện tượng: Có vẩn đục hoặc kết tủa trắng xuất hiện (hình 3.15). Nhận xét : Đó là do đã có phản ứng hoá học sau : K2CO3 (dd) + Ca(OH)2 (dd) > CaCO3 (r) + 2K0H (dd) (trắng) Một số dung dịch muôi cacbonat phản ứng với dung dịch bazơ tạo thành muối cacbonat không tan và bazơ mới. Chú ý. : Muối hiđrocacbonat tác dụng với kiềm tạo thành muối trung hoà và nước. Thí dụ : NaHCO3 (dd) + NaOH Na2CO3 (dd) + H2O (I) Tác dụng với dung dịch muối : Thí nghiệm : Cho dung dịch Na2CO3 tác dụng với dung dịch CaO2. Hiện tượng : Có vẩn đục hoặc kết tủa trắng xuất hiện. Nhận xét: Đó là do có phản ứng hoá học : Na2CO3 (44) + CaCl2 (44) > CaCO3 (/-) + 2NaCl (dd) Hình 3.14. ơơ NaHCO3 ' tác dụng với dd HCI Hình 3.15. dd K2CO3 tác dụng với dd Ca(OH)2 (trắng) Hình 3.16. Nhiệt phân muối NaHCO3 Dung dịch muối cacbonat có thể tác dụng với một số dung dịch muối khác tạo thành hai muối mới. • Muối cacbonat bị nhiệt phân huỷ.: Nhiều muối cacbonat (trừ muối cacbonat trung hoà của kim loại kiềm) dễ bị nhiệt phân huỷ, giải phóng khí cacbonic. Thí dụ : CaCO3 (r) —ỉĩ-> CaO (r) + co2 (k) NaHCO3 bị nhiệt phân huỷ (hình 3.16). 2NaHCO3 (r) —-—> Na2CO3 (r) + H->0 (h) + CO-, (k) ứng dụng CaCO3 là thành phần chính của đá vôi, đá phấn, được dùng làm nguyên liệu sản xuất vôi, xi măng ; Na2CO3 được dùng để nấu xà phòng, thuỷ tinh ; NaHCO3 được dùng làm dược phẩm, hoá chất trong bình cứu hoả ... Ill - CHU TRÌNH CACBON TRONG Tự NHIÊN Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hoá cacbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hoá này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín được thể hiện trong hình 3.17. Hình 3.17. Chu trình cacbon trong tụ nhiên H2CO3 là axit yếu, không bền, dễ bị phân huỷ thành co2 và H2O. Muối cacbonat có những tính chất hoá học sau : tác dụng với dung dịch axit mạnh, với dung dịch baza, dung dịch muối; dễ bị nhiệt phân huỷ giải phóng khí co2 (trừ Na2CO3, K2CO3...). Một số muối cacbonat dược dùng làm nguyên liệu sản xuất vôi, xi măng, xà phòng, thuốc chữa bệnh, bình cứu hoả, v.v... Em có biết ? Sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động Trong các hang động như động Hương Tích (Chùa Hương), động Thiên Cling, hang Đầu Gổ (Vinh Hạ Long), động Phong Nha (Quảng Bình) và các hang động ở nhiều địa phương khác có nhiềú thạch nhũ hình dáng khác nhau, trông lạ mắt và rất đẹp (hình 3.18). Đó chính là kết quả lâu dài của sự chuyển hoá lẫn nhau giữa hai muối Ca(HCO dh và CaCOj. Thành phần chính của núi đá vôi là CaCOj. Khi gặp nước mưa và khí co~> trong không khí, CaCOj chuyên hoá thành Ca(HCO ị)2 tan trong nước, chảy qua khe đá vào trong hang động. Dần dần Ca(HC0j>2 lại chuyển hoá thành CoCOị rắn, không tan. Quá trình này xảy ra liên tục, lâu dài tạo nên thạch nhũ với những hình thù khác nhau. CaCOj (r) + H20 + CO2 Cữ(HCO3)2 (dd) Hình 3.18. Thạch nhũ trong các hang động BÀI TẬP Hãy lấy thí dụ chứng tỏ rằng H2CO3 là axit yếu hơn HCI và là axit không bền. Viết phương trình hoá học. Dựa vào tính chất hoá học của muối cacbonat, hãy nêu tính chất của muối MgCO3 và viết các phương trình hoá học minh hoạ. Viết các phương trình hoá học biểu diễn chuyển đổi hoá học sau : (1) (2) (3) c ——-> co2 ——> CaCO3 ——> co2 Hãy cho biết trong các cặp chất sau đây, cặp nào có thể tác dụng với nhau. H2SO4 và KHCO3 ; d) CaCI2 và Na2CO3 ; K2CO3 và NaCI ; e) Ba(OH)2 và K2CO3. MgCO3 và HCI ; Giải thích và viết các phương trình hoá học. Hãy tính thể tích khí co2 (đktc) tạo thành để dập tắt đám cháy nếu trong bình chữa cháy có dung dịch chứa 980 g H2SO4 tác dụng hết với dung dịch NaHCO3.