Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu một phản ứng hóa học thú vị trong chương trình Hóa học lớp 9. Cô là giáo viên Hóa học của các em đây. Chúng ta sẽ cùng phân tích phản ứng: HCl + H3PO4.

Trước hết, chúng ta cần xem xét bản chất của hai chất tham gia phản ứng là HCl và H3PO4.

1. Phân tích các chất tham gia:

* HCl: Đây là axit clohidric. Trong dung dịch nước, HCl là một axit mạnh, phân li hoàn toàn thành ion H+ và ion Cl-.
Phương trình phân li: HCl → H+ + Cl-

* H3PO4: Đây là axit photphoric. Axit photphoric là một axit yếu, có khả năng phân li ra ion H+ và các gốc axit photphat. Tuy nhiên, H3PO4 có thể phân li theo ba nấc do có ba nguyên tử hiđro có thể thay thế.
Phân li nấc 1: H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4- (gốc đihiđrophotphat)
Phân li nấc 2: H2PO4- ⇌ H+ + HPO4(2-) (gốc hiđrophotphat)
Phân li nấc 3: HPO4(2-) ⇌ H+ + PO4(3-) (gốc photphat)

2. Phản ứng giữa HCl và H3PO4:

Bây giờ, chúng ta sẽ xem xét khi hai chất này gặp nhau thì điều gì sẽ xảy ra.

Chúng ta có HCl là một axit mạnh và H3PO4 là một axit yếu hơn. Tuy nhiên, trong hóa học, đôi khi không chỉ đơn thuần là axit mạnh đẩy axit yếu ra khỏi muối. Chúng ta cần xem xét các khả năng tạo thành các sản phẩm mới.

Khi HCl tác dụng với H3PO4, chúng ta có thể hình dung phản ứng này xảy ra trong môi trường nước.

* Khả năng 1: Axit mạnh đẩy axit yếu hơn ra khỏi dung dịch.
Tuy nhiên, trong trường hợp này, cả hai đều là axit. HCl phân li ra H+ và Cl-. H3PO4 cũng phân li ra H+ và các gốc photphat. Về cơ bản, chúng đều cung cấp ion H+ vào dung dịch. Việc HCl có “đẩy” H3PO4 ra khỏi một dạng nào đó hay không cần xem xét kỹ.

* Khả năng 2: Phản ứng trao đổi ion.
Phản ứng trao đổi ion thường xảy ra giữa các dung dịch axit, bazơ, muối. Để phản ứng trao đổi ion xảy ra theo chiều thuận, cần có ít nhất một trong các điều kiện sau:
– Sản phẩm tạo thành là chất kết tủa.
– Sản phẩm tạo thành là chất khí.
– Sản phẩm tạo thành là nước (trong phản ứng axit-bazơ).

Trong trường hợp HCl và H3PO4, chúng đều là các axit tan trong nước và không tạo thành kết tủa hay khí khi phản ứng với nhau.

3. Tại sao phản ứng này không xảy ra hoặc rất yếu?

Điều quan trọng cần lưu ý ở đây là HCl là một axit mạnh và H3PO4 cũng là một axit. Khi hai axit tác dụng với nhau, thường không có phản ứng hóa học rõ rệt hoặc phản ứng xảy ra rất yếu, theo chiều nghịch.

Lý do là cả hai chất đều có khả năng phân li để tạo ra ion H+. Không có yếu tố nào trong phản ứng (như tạo kết tủa, khí hay nước) để thúc đẩy phản ứng xảy ra theo một chiều nhất định.

Trong các bài học về axit, các em đã học rằng một axit mạnh có thể đẩy một axit yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó. Ví dụ:
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2↑
Ở đây, HCl mạnh hơn axit cacbonic (H2CO3), nên đã đẩy axit cacbonic ra khỏi muối natri cacbonat.

Tuy nhiên, với HCl và H3PO4, HCl phân li ra H+ và Cl-. H3PO4 phân li ra H+ và các gốc photphat. Chúng đều cùng là các ion trong dung dịch nước. Việc cho một axit mạnh (HCl) vào dung dịch của một axit khác (H3PO4) không làm thay đổi đáng kể nồng độ các ion H+ theo một hướng có thể coi là một phản ứng hóa học mới.

Kết luận:

Phản ứng giữa HCl và H3PO4:
HCl + H3PO4 → ?

Thực tế, phản ứng này theo chiều thuận hầu như không xảy ra hoặc xảy ra rất yếu, không đáng kể. Chúng ta coi như không có phản ứng hóa học xảy ra trong điều kiện thông thường.

Nói cách khác, trong dung dịch nước, cả hai axit đều phân li, và sự hiện diện của ion Cl- từ HCl không đủ mạnh để “đẩy” H3PO4 ra khỏi bất kỳ dạng nào hoặc tạo ra sản phẩm mới theo chiều thuận. Cả hai axit đều “tồn tại” song song trong dung dịch.

Vậy, nếu bạn viết phản ứng này, cách diễn đạt chính xác nhất là không có phản ứng xảy ra hoặc phản ứng rất yếu.

Ghi nhớ:
Khi cho một axit mạnh tác dụng với một axit khác, phản ứng chỉ xảy ra khi axit mạnh hơn có khả năng tạo ra các sản phẩm rắn, khí hoặc nước, hoặc khi axit yếu hơn bị phân hủy. Trong trường hợp HCl và H3PO4, điều kiện này không thỏa mãn.