KOH + H3PO4 → K3PO4 + H2O | Phản ứng & phương trình hóa học

1. Khái niệm KOH là gì?

1.1. KOH là gì ?

Kali Hydroxide (KOH) là chất kiềm mạnh được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày. Với tính ăn mòn cao, hợp chất này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành phân bón và hóa chất. Kali Hydroxide cũng là thành phần không thể thiếu trong hầu hết các loại mỹ phẩm hiện nay, giúp cân bằng độ pH của sản phẩm.

1.2. Hóa chất KOH là gì?

Trong lĩnh vực mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân, chúng ta thường gặp chất Kali Hydroxide (KOH). Đây là một thành phần cực mạnh, chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ cũng có thể duy trì và điều chỉnh độ pH của sản phẩm.

Kali Hydroxide là một hợp chất vô cơ có thể tìm thấy dưới dạng nguyên chất do phản ứng giữa Natri Hydroxide và Kali không tinh khiết. Kali Hydroxide thường được sử dụng thay thế Natri Hydroxide trong nhiều ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, Natri Hydroxide vẫn được ưa chuộng hơn vì giá thành thấp hơn.

Kali Hydroxide là một chất kích thích mạnh. Nó tồn tại dưới dạng bột kết tinh màu trắng, có mùi đặc trưng và có khả năng hút ẩm. Nó cũng tan hoàn toàn trong nước và tỏa nhiều nhiệt khi hòa tan.

Kali Hiđroxit a.Tính chất vật lý:

Kali Hiđroxit có nhiều ứng dụng đa dạng trong cuộc sống hàng ngày. Nó được sử dụng trong việc sản xuất phân bón chứa kali, là nguyên liệu chính trong quá trình sản xuất dầu diesel sinh học và dung dịch làm quần áo và vải len. Đặc biệt, trong ngành mỹ phẩm và dược phẩm, Kali Hiđroxit được sử dụng để tạo ra các carbomer nặng và đạt độ pH trung tính.

1.3. Đặc trưng tính chất của KOH là gì?

a.Tính chất vật lý:

Kali Hydroxit, một hợp chất bazơ mạnh, có khả năng phản ứng dễ dàng với nước và carbon dioxide trong không khí, tạo thành Kali Cacbonat. Khi ở dạng dung dịch, nó có tính ăn mòn trên thủy tinh, vải, giấy, da và khi ở dạng thể rắn nóng chảy, nó có khả năng ăn mòn sứ và bạch kim. Dưới đây là một số tính chất vật lý đặc trưng:

- Trạng thái vật lý: Chất rắn.

– Màu sắc: Màu trắng.

– Mùi: Không mùi.

– Nhiệt độ sôi: 1.327oC (1.6000 K; 2.421oF).

– Nhiệt độ nóng chảy: 406oC (679 K; 763oF).

– Độ hòa tan trong nước: 97 g/ml (0oC), 121 g/ml (25oC), 178 g/ml (100oC).

– Khả năng hòa tan chất khác: Hòa tan trong alcohol, glycerol. Không tan trong ether, amoniac lỏng.

– Khối lượng riêng: 2.044 g/cm3

– Độ pH: 13.

b. Tính chất hoá học:

Kali Hydroxit là một bazơ mạnh và phản ứng nhanh với nước và carbon dioxide trong không khí để tạo thành Kali Cacbonat. Khi ở dạng dung dịch, nó có khả năng ăn mòn thủy tinh, vải, giấy và da. Khi ở dạng rắn nóng chảy, nó có khả năng ăn mòn sứ và bạch kim. Dưới đây là một số tính chất vật lý đặc trưng:

Ở điều kiện nhiệt độ phòng, KOH tác dụng với oxit axit như SO2, CO2:

KOH + SO2 → K2SO3 + H2O

KOH + SO2 → KHSO3

Tác dụng với axit tạo thành muối và nước:

KOH(dd) + HCl(dd) → KCl(dd) + H2O

Tác dụng với các axit hữu cơ để tạo thành muối và thủy phân este, peptit:

RCOOR1  + KOH → RCOOK  + R1OH

Tác dụng với kim loại mạnh tạo thành bazo mới và kim loại mới:

KOH + Na → NaOH + K

Tác dụng với muối để tạo thành muối mới và axit mới:

2KOH + CuCl2 → 2KCl + Cu(OH)2↓

KOH là một bazo mạnh, trong nước phân ly hoàn toàn thành ion Na+ và OH–

Phản ứng với một số oxit kim loại mà oxit, hidroxit của chúng lưỡng tính như nhôm, kẽm,…

2KOH + 2Al + 2H2O → 2KAlO2 + 3H2↑

2KOH + Zn → K2ZnO2 + H2↑

Phản ứng với một số hợp chất lưỡng tính:

KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O

2KOH + Al2O3 → 2KAlO2 + H2O

2. Phương trình phản ứng hóa học KOH tác dụng H3PO4:

Trong quá trình phản ứng hóa học này, Kali hidroxit (KOH) và axit photphoric (H3PO4) phản ứng với nhau, tạo thành kali photphat (K3PO4) và nước (H2O).

Phản ứng này xảy ra khi có sự pha trộn giữa dung dịch kali hidroxit (KOH) và axit photphoric (H3PO4) trong điều kiện thích hợp.

– Đặc điểm phản ứng:

KOH và H3PO4 phản ứng để tạo ra muối K3PO4 và nước (H2O) trong một phản ứng trung hòa axit - baz. KOH được coi là baz mạnh trong khi H3PO4 là axit yếu. Công thức phản ứng được biểu diễn như sau:

2KOH + H3PO4 → K3PO4 + 2H2O

Phải thực hiện phản ứng này đúng cách để tránh nguy hiểm, vì nó sinh ra nhiệt. Ngoài ra, trong quá trình phản ứng còn tạo ra KH2PO4 và H2 nhưng sản phẩm chính vẫn là K3PO4 và H2O.

Chuẩn bị dung dịch KOH và dung dịch H3PO4 với tỉ lệ phù hợp.

Cho từ từ dung dịch H3PO4 vào dung dịch KOH và khuấy đều.

Quan sát sự xuất hiện của kết tủa K3PO4 và đợi phản ứng kết thúc.

Lọc bỏ kết tủa và thu được dung dịch K3PO4 và H2O.

- Quá trình phản ứng:

Trong quá trình này, chúng ta sử dụng dung dịch kali hidroxit (KOH) đã được pha loãng trong nước và dung dịch axit photphoric (H3PO4) cũng đã được pha loãng trong một dung dịch riêng.

Chúng ta trộn hai dung dịch này với nhau và khuấy đều để quá trình phản ứng diễn ra.

3. Axit phophoric tác dụng với kiềm:

Khi dung dịch kiềm tác dụng với axit H3PO4 các phản ứng có thể xảy ra

OH– + H3PO4 → H2PO4– + H2O

2OH– + H3PO4 → HPO42- + 2H2O

3OH + H3PO4 → PO43- + 3H2O

nOH–/nH3PO4 = T

T ≤ 1 ⇒ H2PO4–

T = 2 ⇒ HPO42-

1 < T < 2 ⇒ 2 muối: H2PO4– và HPO42-

2 < T < 3 ⇒ 2 muối: HPO42- và PO43-

T ≥ 3 ⇒ PO43-

4. Ứng dụng của phản ứng KOH + H3PO4:

Phản ứng hóa học giữa KOH và H3PO4 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

– Trong ngành công nghiệp

, phản ứng này cũng được sử dụng để loại bỏ các chất cặn và tạp chất có trong nước. Bên cạnh đó, K3PO4 cũng có thể được sử dụng trong công nghệ thực phẩm và dược phẩm.

Phản ứng giữa KOH và H3PO4 cũng có thể được áp dụng trong việc xử lý nước, giúp tạo ra nguồn nước sạch và an toàn để sử dụng. H3PO4 được sử dụng làm chất xúc tác để giảm độ ẩm của nước, trong khi KOH được sử dụng để tăng độ pH của nước. Sản phẩm của phản ứng là K3PO4 và nước tinh khiết.

Hơn nữa, phản ứng giữa KOH và H3PO4 cũng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất chất tẩy rửa, chất tẩy da chết, thuốc và cả trong quá trình sản xuất cao su tổng hợp.

Vận dụng kiến thức hoá học đã học để giải bài tập là một khâu quan trọng trong quá trình học. Dưới đây, ta sẽ xem xét một số bài tập liên quan đến chất điện li và đáp án tương ứng.

5. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1:

Trong số các chất trên, có 5 chất điện li mạnh.

Các chất điện li mạnh trong danh sách trên bao gồm Ba(OH)2, HClO3, BaSO4, FeCl3, Na2CO3, HI. Hãy lưu ý rằng mặc dù BaSO4 và BaCO3 có thể ít tan, nhưng chúng vẫn được coi là chất điện li mạnh vì chúng phân tử hòa tan phân ly hoàn toàn.

H3PO4 phân li ra mấy nấc?

Đáp án: B (H3PO4 phân li ra 2 nấc)

Câu 3:

Tìm chất tan trong dung dịch X khi cho H3PO4 tác dụng với dung dịch chứa KOH

Số mol của KOH có thể tính được bằng công thức sau:

nKOH = m / M(KOH) = 0,5 mol

Sau phản ứng, thu được dung dịch X có chứa 1,22m gam chất tan. Theo đó:

mChất rắn = 1,22m = 24,4 gam

Giả sử OH- hết, ta suy ra:

H+ + OH- → H2O

nH+ phản ứng = 0

Để tính được số mol của H3PO4, ta sử dụng phương trình:

mH3PO4 + mNaOH = mH2O + mChất rắn

Từ đó, suy ra:

nH3PO4 = 0,1367 mol

Như vậy, trong dung dịch X có chứa NaH2PO4 và Na2HPO4.

Câu 4:

Xác định muối thu được khi cho (NH4)2SO4 tác dụng với dung dịch NaOH và H3PO4

Đầu tiên, ta tính số mol của (NH4)2SO4:

n(NH4)2SO4 = m/M((NH4)2SO4) = 0,02 mol

Đun nóng (NH4)2SO4 với dung dịch NaOH dư, ta thu được khí NH3:

(NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O

Ta tính số mol của H3PO4:

nH3PO4 = 0,08 mol

Do đó, phản ứng xảy ra giữa NH3 và H3PO4:

NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4

6. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Khi cho KOH tác dụng với H3PO4 tỉ lệ số mol là 3:1. Muối thu được là:

A. K3PO4

B. K2HPO4

C. K2HPO4 và K3PO4

D. KH2PO4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình hóa học:

3KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3H2O

Ví dụ 2: Dung dịch KOH không có tính chất hoá học nào sau đây?

A. Làm quỳ tím hoá xanh.

B. Tác dụng với oxit axit tạo thành muối và nước.

C. Tác dụng với axit tạo thành muối và nước.

D. Bị nhiệt phân huỷ tạo ra oxit bazơ và nước.

Hướng dẫn lời giải

Đá án đúng là: D

KOH không bị nhiệt phân hủy.

Ví dụ 3: Để thu được muối trung hòa, cần bao nhiêu mL dung dịch KOH 1M tác dụng với 50 mL dung dịch H3PO4 0,5M.

A. 35mL.

B. 45mL.

C. 25 mL.

D. 75 mL.

Hướng dẫn lời giải

Đáp án đúng là: D

Tính theo PTHH: 3KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3H2O

 nH3PO4″>nH3PO4��3PO4 = 0,05.0,5 = 0,025 mol

3KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3H2O

0,075 ← 0,025 mol

→ Vdd KOH = 0,0751″>0,07510,0751 = 0,075 lít = 75 mL.