NH4HCO3+NaOH–>????? giải thích

Chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay, thầy trò chúng ta sẽ cùng nhau “mổ xẻ” một bài tập phản ứng hóa học rất thú vị và quen thuộc trong chương trình Hóa học lớp 9. Phản ứng này liên quan đến muối amoni và muối hiđrocacbonat với một bazơ mạnh. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhé!

Phân tích chất phản ứng:

Để giải bài tập này một cách khoa học và chính xác, trước hết chúng ta cần nhận diện rõ các chất tham gia phản ứng:

• ${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{HCO}}_{\text{3}}$ (Amoni hiđrocacbonat): Đây là một muối, được tạo thành từ cation amoni (${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$) và anion hiđrocacbonat (${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$).
• $\text{NaOH}$ (Natri hiđroxit): Đây là một bazơ mạnh, khi tan trong nước phân li thành cation natri (${\text{Na}}^{\text{+}}$) và anion hiđroxit (${\text{OH}}^{\text{–}}$).

Theo kiến thức Hóa học lớp 9, chúng ta biết rằng muối có thể phản ứng với bazơ nếu sản phẩm tạo thành có chất kết tủa, chất khí hoặc nước.

Giải thích phương pháp:

Muối ${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{HCO}}_{\text{3}}$ có hai thành phần ion đặc biệt có khả năng phản ứng với bazơ mạnh $\text{NaOH}$: đó là ion amoni (${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$) và ion hiđrocacbonat (${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$). Ta sẽ xét riêng lẻ phản ứng của từng ion này với ion hiđroxit (${\text{OH}}^{\text{–}}$) từ $\text{NaOH}$, sau đó tổng hợp lại để có phương trình hóa học hoàn chỉnh.

Các bước giải chi tiết:

Bước 1: Phản ứng của ion amoni (${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$) với ion hiđroxit (${\text{OH}}^{\text{–}}$).

Ion amoni (${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$) có tính axit rất yếu. Khi phản ứng với một bazơ mạnh như $\text{NaOH}$ (cung cấp ${\text{OH}}^{\text{–}}$), ion amoni sẽ bị phân hủy tạo thành khí amoniac (${\text{NH}}_{\text{3}}$) có mùi khai đặc trưng và nước (${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$).

Phương trình ion rút gọn của phản ứng này là:

$${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}\text{(dd)}+{\text{OH}}^{\text{–}}\text{(dd)}\to {\text{NH}}_{\text{3}}\text{(k)}\uparrow +{\text{H}}_{\text{2}}\text{O(l)}$$

(Trong đó: (dd) là dung dịch, (k) là chất khí, (l) là chất lỏng, ↑ là khí bay lên)

Bước 2: Phản ứng của ion hiđrocacbonat (${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$) với ion hiđroxit (${\text{OH}}^{\text{–}}$).

Ion hiđrocacbonat (${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$) là một ion lưỡng tính, nghĩa là nó có thể vừa nhường ${\text{H}}^{\text{+}}$ (tính axit) vừa nhận ${\text{H}}^{\text{+}}$ (tính bazơ). Trong trường hợp phản ứng với bazơ mạnh $\text{NaOH}$ (cung cấp ${\text{OH}}^{\text{–}}$), nó sẽ đóng vai trò là một axit, nhường ${\text{H}}^{\text{+}}$ cho ${\text{OH}}^{\text{–}}$ để tạo thành ion cacbonat (${\text{CO}}_{\text{3}}^{\text{2-}}$) và nước (${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$).

Phương trình ion rút gọn của phản ứng này là:

$${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}\text{(dd)}+{\text{OH}}^{\text{–}}\text{(dd)}\to {\text{CO}}_{\text{3}}^{\text{2-}}\text{(dd)}+{\text{H}}_{\text{2}}\text{O(l)}$$

Bước 3: Tổng hợp các sản phẩm và viết phương trình hóa học hoàn chỉnh.

Từ Bước 1 và Bước 2, chúng ta thấy rằng mỗi phân tử ${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{HCO}}_{\text{3}}$ (cung cấp 1 ion ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$ và 1 ion ${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$) sẽ cần 2 ion ${\text{OH}}^{\text{–}}$ để phản ứng hết (một ion ${\text{OH}}^{\text{–}}$ cho ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$ và một ion ${\text{OH}}^{\text{–}}$ cho ${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$). Điều này có nghĩa là 1 mol ${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{HCO}}_{\text{3}}$ sẽ phản ứng với 2 mol $\text{NaOH}$.

Các sản phẩm tạo thành sau khi ion ${\text{NH}}_{\text{4}}^{\text{+}}$ và ${\text{HCO}}_{\text{3}}^{\text{–}}$ đã phản ứng là:

• Khí amoniac (${\text{NH}}_{\text{3}}$)
• Nước (${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$)
• Ion cacbonat (${\text{CO}}_{\text{3}}^{\text{2-}}$)

Ion natri (${\text{Na}}^{\text{+}}$) từ $\text{NaOH}$ không tham gia trực tiếp vào phản ứng mà là ion “khán giả”. Nó sẽ kết hợp với ion cacbonat (${\text{CO}}_{\text{3}}^{\text{2-}}$) để tạo thành muối natri cacbonat (${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$).

Vậy, phương trình hóa học hoàn chỉnh của phản ứng là:

$${\text{NH}}_{\text{4}}{\text{HCO}}_{\text{3}}\text{(dd)}+\text{2NaOH(dd)}\to {\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}\text{(dd)}+{\text{NH}}_{\text{3}}\text{(k)}\uparrow +{\text{2H}}_{\text{2}}\text{O(l)}$$

Bước 4: Kiểm tra cân bằng phương trình.

Chúng ta luôn cần kiểm tra lại để đảm bảo phương trình đã cân bằng đúng số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai vế.

Số lượng nguyên tử ở vế trái (chất phản ứng):

• N: 1
• H: 4 (trong ${\text{NH}}_{\text{4}}\text{HCO}{\text{3}}_{}$) + 1 (trong ${\text{NH}}_{\text{4}}\text{HCO}{\text{3}}_{}$) + 2 (trong 2$\text{NaOH}$) = 7
• C: 1
• O: 3 (trong ${\text{NH}}_{\text{4}}\text{HCO}{\text{3}}_{}$) + 2 (trong 2$\text{NaOH}$) = 5
• Na: 2

Số lượng nguyên tử ở vế phải (sản phẩm):

• N: 1 (trong ${\text{NH}}_{\text{3}}$)
• H: 3 (trong ${\text{NH}}_{\text{3}}$) + 4 (trong 2${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$) = 7
• C: 1 (trong ${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$)
• O: 3 (trong ${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$) + 2 (trong 2${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$) = 5
• Na: 2 (trong ${\text{Na}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$)

Số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phương trình đã bằng nhau. Vậy, phương trình đã được cân bằng chính xác.

Chúc các em học tốt và luôn yêu thích môn Hóa học!