CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2 | Phân tích phản ứng & phương trình hóa học

1. Phương trình phản ứng CH3COOH tác dụng NaHCO3:

15CH3COOH + 10NaHCO3 → 10CH3COONa + 2H2O + 20CO2

– Một trong số các phản ứng phổ biến xảy ra hàng ngày là phản ứng giữa axit axetic và natri bicacbonat. Axit axetic, còn được gọi là axit ethanoic hoặc giấm, là một axit hữu cơ yếu có công thức hóa học CH3COOH.

– Natri bicacbonat, hay còn được gọi là muối nở, là một chất pad màu trắng có công thức hóa học NaHCO3. Khi hai chất này được kết hợp, chúng sẽ trải qua một phản ứng kép, trong đó các ion dương và âm sẽ hoán đổi vị trí và tạo thành một hợp chất mới.

– Các sản phẩm của phản ứng này bao gồm natri axetat, nước và carbon dioxide. Natri axetat là một loại muối với công thức hóa học CH3COONa. Nước là một chất lỏng có công thức hóa học H2O. Carbon dioxide là một loại khí với công thức hóa học CO2.

2. Phân tích Phương trình phản ứng hóa học CH3COOH tác dụng NaHCO3:

2.1. Điều kiện xảy ra phản ứng CH3COOH tác dụng NaHCO3:

Phản ứng này là một ví dụ minh họa về sự phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ, khiến cho hình thành muối và nước. Đồng thời, nó cũng là một ví dụ cho phản ứng tiến hóa khí, trong đó một trong các sản phẩm là khí được giải phóng ra khỏi dung dịch. Việc thể hiện phản ứng này có thể được quan sát thông qua sự hình thành bong bóng khi giấm và muối được kết hợp với nhau.

2. Phân tích Phương trình phản ứng hóa học CH3COOH tác dụng NaHCO3:

2.1. Điều kiện xảy ra phản ứng CH3COOH tác dụng NaHCO3:

Phản ứng CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2 là một phản ứng trao đổi ion giữa axit axetic và natri bicarbonate, dẫn đến việc hình thành muối natri axetat, nước, và khí cacbonic. Để có thể xảy ra phản ứng này, cần phải đáp ứng một số yếu tố điều kiện sau đây:

– Độ nồng độ axit axetic và natri bicacbonat phải đạt mức đủ cao để tạo ra dung dịch bão hòa hoặc gần bão hòa.

– Để khí cacbonic có thể thoát ra khỏi dung dịch, nhiệt độ của dung dịch phải được tăng lên hơn so với nhiệt độ phân hủy của natri bicacbonat, ít nhất 50°C.

- Áp suất của dung dịch phải được duy trì thấp hơn áp suất bão hòa của khí cacbonic để tránh hiện tượng hòa tan.

- Sử dụng một chất xúc tác hoặc chất kích thích như chất kiềm hoặc chất oxy hóa để tăng tốc độ phản ứng.

2.2. Cách thực hiện phản ứng:

Để thực hiện phản ứng CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2, cần chuẩn bị những dụng cụ và chất hóa học sau đây:

– Cần chuẩn bị ống nghiệm, giá đỡ ống nghiệm, bình chứa nước, ống dẫn khí và que đóm.

– Dung dịch axit axetic (CH3COOH), natri bicacbonat (NaHCO3), dung dịch phenolphtalein.

Các bước thực hiện như sau:

- Rót một lượng axit axetic vừa đủ vào ống nghiệm, thêm vài giọt phenolphtalein vào ống nghiệm. Lắc đều để dung dịch có màu hồng nhạt.

- Thêm một chút natri bicacbonat vào ống nghiệm, lắc nhẹ để xảy ra phản ứng. Quan sát hiện tượng và ghi lại kết quả.

Sau khi cắm ống dẫn khí vào ống nghiệm, chúng ta đưa đầu kia của ống dẫn khí vào bình chứa nước. Tiếp theo, châm lửa lên que đóm và đưa que đóm vào bình chứa nước. Chúng ta sẽ quan sát hiện tượng xảy ra và ghi nhận kết quả.

– Khi thêm natri bicacbonat vào ống nghiệm, sẽ có khí thoát ra và tạo âm thanh xèo xèo. Dung dịch trong ống nghiệm sẽ mất màu hồng và chuyển sang màu trong suốt. Điều này xảy ra do phản ứng trung hòa giữa axit axetic và natri bicacbonat, tạo thành muối natri axetat (CH3COONa), nước (H2O) và khí cacbonic (CO2).

– Khi đặt que đóm vào bình chứa nước, que đóm sẽ tắt ngay lập tức. Nguyên nhân là do khí cacbonic không cháy và không thể duy trì sự cháy của que đóm.

2.3. Các cách nhận biết phản ứng:

– Khi dung dịch CH3COOH và dung dịch NaHCO3 được trộn hoặc khi NaHCO3 được thêm vào giấm (dung dịch CH3COOH loãng), sẽ xảy ra một phản ứng.

– Phản ứng này tạo ra khí CO2 bay lên, có thể thu được bằng cách cháy khí này trong ngọn lửa đỏ hoặc cho khí này đi qua dung dịch nước vôi (Ca(OH)2), từ đó tạo thành kết tủa trắng CaCO3.

– Khi phản ứng diễn ra, muối natri axetat (CH3COONa) và nước (H2O) được tạo thành. Chúng ta có thể xác định sự có mặt của muối này bằng cách thêm dung dịch FeCl3 vào dung dịch sau phản ứng để tạo thành kết tủa đỏ gạch Fe(OH)3. Đồng thời, nước có thể được xác định bằng cách đo nhiệt độ của dung dịch sau phản ứng, đúng nếu nhiệt độ tăng lên thì nước đã xuất hiện.

2.4. Cách cân bằng phương trình hóa học:

Để cân bằng phương trình CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2, chúng ta cần xác định số hệ số của các chất tham gia và sản phẩm sao cho tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 phía bằng nhau. Phương pháp cân bằng phương trình chính xác nhất là sử dụng phương pháp ion electron, trong đó ta xét riêng các phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong môi trường axit và môi trường bazơ, sau đó cộng lại để có phương trình hoàn chỉnh. Cụ thể, quy trình cân bằng được thực hiện như sau:

- Xác định tính oxi hóa và tính khử: CH3COOH được xem là chất có tính oxi hóa, trong khi đó NaHCO3 có tính khử.

- Viết phương trình phản ứng oxi hóa khử trong môi trường axit: CH3COOH + 2H+ + 2e- → CH3COO- + H2O (phản ứng oxi hóa), và NaHCO3 + H2O → Na+ + CO2 + 2OH- + 2e- (phản ứng khử).

- Để cân bằng số electron cho hai phương trình, ta nhân phương trình oxi hóa với 2 và phương trình khử với 1:

2CH3COOH + 4H+ + 4e- → 2CH3COO- + 2H2O

NaHCO3 + H2O → Na+ + CO2 + 2OH- + 2e-.

- Cộng hai phương trình lại để loại bỏ electron:

2CH3COOH + NaHCO3 → 2CH3COO- + Na+ + CO2 + H2O.

– Viết lại phương trình với dạng ion phân tử: ta thu được phương trình sau: CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2.

2.5. Ứng dụng của phản ứng:

Phản ứng này có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, ví dụ như:

- Tạo ra khí CO2 để làm cho bột mì nở lên và tạo ra các lỗ nhỏ trong bánh, bánh quy, bánh mì và các sản phẩm làm bằng bột mì khi nhiệt độ tăng.

- Sử dụng dung dịch axit axetic để làm sạch các vết ố trên kim loại, gốm sứ, thủy tinh và các bề mặt khác. Khi phun dung dịch axit axetic lên các vết ố, khí CO2 được sinh ra và tạo muối natri axetat, giúp làm tan các chất bẩn và làm trắng vết ố.

2.6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng:

– AXIT AXETIC: Là một loại axit yếu thuộc nhóm axit monoprotic, axit axetic (CH3COOH) có khả năng giảm đau, chống viêm và kháng khuẩn. Khi được dùng dưới dạng dung dịch axit axetic pha loãng, phản ứng xảy ra trong dạ dày tạo ra muối natri axetat và khí CO2. Muối natri axetat giúp làm giảm mức độ axit trong dịch vị, từ đó giảm cảm giác đau bụng và viêm loét. Còn khí CO2 có tác dụng kích thích quá trình tiêu hóa và ngăn ngừa sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh.

– Bản chất của NaHCO3 (Natri hidrocacbonat): NaHCO3 là một muối axit, nhưng có tính axit yếu và có khả năng tác dụng với các axit.

2.7. Tính chất hóa học của axit axetic:

Axit axetic CH3COOH (axit etanoic) là một loại axit hữu cơ, mạnh hơn axit cacbonic. Axit axetic được tạo ra bằng cách kết hợp nhóm metyl CH3 với nhóm cacboxyl COOH.

Nhôm tương tác với axit axetic tạo thành một lớp oxit nhôm mỏng trên bề mặt, ngăn chặn quá trình ăn mòn. Do đó, trong sản xuất, thùng nhôm thường được sử dụng để chứa dung dịch này.

– Axit axetic phản ứng với bazơ oxit, tạo thành muối và nước.

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

CH3COONa: (Natri axetat)

CH3COOH + CaO → (CH3COO)2Ca + H2O

– Axit axetic tác dụng với kim loại (trước H) giải phóng H2

2CH3COOH + 2Na → 2CH3COONa + H2↑

– Axit axetic tác dụng với muối của axit yếu hơn

2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2C

– Phản ứng thế halogen vào gốc hydrocacbon

Thế halogen vào gốc hydrocacbon ở nhiệt độ( 90 – 100oC)

Cl2 + CH3COOH → ClCH2COOH + HCl

– Axit axetic tác dụng với rượu tạo ra este và nước

Tác dụng với rượu tạo ra este và nước.(xúc tác là H2SO4 đặc, nóng)

3. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1: Khi nung chất axit axetic với rượu etylic dưới sự tác dụng của axit sunfuric, chúng ta thu được một chất lỏng không màu, có mùi thơm, không hòa tan trong nước và nổi trên mặt nước. Sản phẩm chúng ta nhận được là chất CH3COOC2H5 (axetan) và H2O (nước).

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 công nghiệp một lượng lớn axit axetic được điều chế bằng cách

A. Nhiệt phân CH4 rồi sau đó làm lạnh nhanh 

B. Lên men dung dịch rượu C2H5OH

C. oxi hóa C2H6 có xúc tác và nhiệt độ thích hợp

D. oxi hóa C4H10 có xúc tác và nhiệt độ thích hợp

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 4,8 gam Mg vào dung dịch CH3COOH. Thể tích khí H2 thoát ra (ở đktc) là

A. 4,48 lít.

B. 1,12 lít.

C. 2,24 lít.

D. 3,36 lít.

Câu 5: Khi cho bột NaHCO3 vào dung dịch CH3COOH, hiện tượng xảy ra là

A. Chất rắn tan, có bọt khí

B. Chất rắn tan ra

C. Chất rắn không tan, có bọt khí

D. Có chất kết tủa trắng 

Câu 6: Axit axetic (CH3COOH) tác dụng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây?

A. Na, CuO, H2SO4

B. KOH, Na, BaCO3

C. KOH, Cu, KCl

D. Na, NaCl, CuO

4. Hướng dẫn lời giải:

Câu 1: 

Đáp án: C. CH3COOC2H5

Câu 2:

Đáp án: A. CH3COOH

Câu 3:

Đáp án: D. oxi hóa C4H10 có xúc tác và nhiệt độ thích hợp 

Câu 4:

Đáp án: A. 4,48 lít.

Câu 5:

Đáp án: A. Chất rắn tan, có bọt khí

Giải thích:

Khi cho bột NaHCO3 vào dung dịch CH3COOH, hiện tượng xảy ra là chất rắn tan, có bọt khí.

Phương trình phản ứng

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2

Câu 6:

Đáp án: B. KOH, Na, BaCO3

Giải thích:

Loại đáp án A vì axit axetic không tác dụng được với HCl.

Loại đáp án C vì axit axetic không tác dụng được với Cu (kim loại đứng sau H)

Loại đáp án D, axit axetic không tác dung được với NaCl

Vậy Axit axetic (CH3COOH) tác dụng được với tất cả các chất trong dãy NaOH, Na, CaCO3

Đáp án B đúng:

Phương trình hóa học xảy ra

CH3COOH + KOH → CH3COOK+ H2O

CH3COOH + Na → CH3COONa + 1/2 H2

2CH3COOH + BaCO3 → (CH3COO)2Ba + CO2 + H2O