Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O được biên soạn thành phương trình phản ứng Ba(OH)2 tác dụng với H2SO4 sau phản ứng thu được kết tủa trắng. Cũng như đưa ra nội dung câu hỏi liên quan đến phản ứng Ba(OH)2+ H2SO4.
1. Phương trình phản ứng của Ba(OH)2 với H2SO4:
Ba(OH)2 + BẠN BÈ2VÌ THẾ4 → 2 gia đình2O + BaSO4 ↓
Phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O là phản ứng trung hòa giữa bazơ và axit, tạo ra muối và nước.
Phương trình này chứng tỏ trong phản ứng 1 phân tử bazơ Ba(OH)2 kết hợp với 1 phân tử axit H2SO4 tạo ra 1 phân tử muối BaSO4 và 2 phân tử nước. Tương tự, hai nguyên tử hydro (H) kết hợp với một nguyên tử lưu huỳnh (S) và bốn nguyên tử oxy (O) để tạo thành axit sunfuric (H2SO4), một axit mạnh. Khi hai chất này phản ứng với nhau, chúng tạo thành muối bari sulfat (BaSO4) và nước (H2O). Muối bari sunfat là chất rắn màu trắng không tan trong nước, còn nước là chất lỏng trong suốt. Phân tử muối BaSO4 ít tan trong nước nên sẽ tạo kết tủa xuống đáy dung dịch. Phản ứng này còn được gọi là phản ứng kết tủa.
Phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O là phản ứng thuận nghịch, tức là có thể xảy ra theo cả hai chiều. Tuy nhiên, do BaSO4 là muối kém tan trong nước nên khi tạo thành sẽ kết tinh và lắng xuống đáy dung dịch, làm giảm nồng độ Ba2+ và SO42- trong dung dịch. Điều này làm cho phản ứng bị dịch chuyển sang phải, tức là tạo ra nhiều BaSO4 và H2O hơn. Do đó, phản ứng này có thể được coi là một phản ứng hoàn toàn thực tế.
2. Phân tích phương trình phản ứng Ba(OH)2 tác dụng với H2SO4:
2.1. Điều kiện xảy ra phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O:
Phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O là phản ứng trung hòa giữa bazơ và axit, tạo ra muối và nước. Để phản ứng này xảy ra cần có các điều kiện sau:
– Nồng độ của Ba(OH)2 và H2SO4 phải đủ cao để có thể phản ứng với nhau. Nếu nồng độ quá thấp, phản ứng sẽ không xảy ra hoặc xảy ra rất chậm.
Nhiệt độ của dung dịch phải đủ cao để kích thích phản ứng. Nếu nhiệt độ quá thấp thì phản ứng không xảy ra hoặc xảy ra rất chậm.
– Phải có sự trộn đều hai dung dịch để tăng diện tích tiếp xúc giữa các phân tử. Nếu trộn không đều phản ứng sẽ không xảy ra hoặc phản ứng không đồng nhất.
2.2. Nhận biết hiện tượng xảy ra là phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O:
Nhận biết phản ứng xảy ra Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O là xuất hiện kết tủa trắng BaSO4 không tan. Đây là phản ứng trung hòa giữa bazơ Ba(OH)2 và axit H2SO4, tạo ra muối BaSO4 và nước H2O.
Để kiểm tra kết tủa trắng đó có phải là BaSO4 hay không ta có thể dùng dung dịch NaOH để thử. Nếu kết tủa tan được trong NaOH thì đó là BaSO4. Nếu kết tủa không tan thì không phải là BaSO4.
2.3. Cách thực hiện phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O?
Để thực hiện phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O ta cần chuẩn bị các dụng cụ và hóa chất sau: ống nghiệm, bình cầu, bình định mức, bình định mức, pipet, giấy lọc, cân điện tử, bình cầu có lỗ khí, ống dẫn khí, nước vôi trong, dung dịch Ba(OH)2 0,1M và dung dịch H2SO4 0,1M. Các bước thực hiện như sau:
– Bước 1: Cân 10g dung dịch Ba(OH)2 0,1M cho vào ống nghiệm.
– Bước 2: Cân 10g dung dịch H2SO4 0,1M cho vào bình cầu có lỗ khí.
– Bước 3: Nối ống dẫn khí từ bình cầu sang bình đựng nước vôi trong.
– Bước 4: Đun nóng bình để dung dịch H2SO4 phản ứng với Ba(OH)2 trong ống nghiệm. Quan sát hiện tượng và ghi kết quả.
– Bước 5: Lọc kết tủa BaSO4 ra khỏi dung dịch trong ống nghiệm bằng giấy lọc và pipet. Cho kết tủa vào bình định mức và thêm nước cho đầy bình.
– Bước 6: Đo nồng độ dung dịch BaSO4 trong bình định mức bằng máy quang phổ hoặc máy đo pH.
– Bước 7: Tính số mol các chất phản ứng và sản phẩm theo phương trình phản ứng. So sánh với tỉ lệ mol lý thuyết và tính hiệu suất của phản ứng.
2.4. Phương trình ion của phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O:
Phương trình ion của phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O là một cách biểu diễn phản ứng hóa học bằng cách chỉ ghi lại các ion tham gia phản ứng và loại trừ những ion không tham gia (các ion quang phổ). Phương trình ion cho phản ứng này có thể được viết là:
Ba^2+ + 2OH^- + 2H^+ + SO4^2- → BaSO4 + 2H2O
Phương trình ion cho thấy các ion bari (Ba^2+) và sunfat (SO4^2-) không thay đổi trong quá trình phản ứng, chỉ tạo thành các ion hydro (H^+) và hydroxyl (OH^-). kết hợp để tạo thành nước. Do đó, chúng ta có thể viết phương trình ion rút gọn như sau:
2H^+ + 2OH^- → 2H2O
Phương trình ion cuối cùng là phương trình ion rút gọn, chỉ ghi các ion tạo thành kết tủa. Phương trình này cho thấy phản ứng là phản ứng tạo kết tủa, trong đó muối bazơ Ba(OH)2 và muối axit H2SO4 tạo thành muối trung hòa BaSO4 và nước.
Phương trình ion thu gọn cho thấy phản ứng này là phản ứng trung hòa hoàn toàn, nghĩa là số mol axit và bazơ bằng nhau và không còn ion hydro hoặc hydroxyl nào trong dung dịch sau phản ứng.
2.5. Làm thế nào để cân bằng phương trình Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O?
Để cân bằng phương trình Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O ta cần thực hiện các bước sau:
Xác định số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử của các chất phản ứng và sản phẩm.
– So sánh số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố giữa hai vế của phương trình. Nếu số nguyên tử bằng nhau thì phương trình cân bằng. Nếu không, hãy tiếp tục bước tiếp theo.
– Chọn nguyên tố có số hiệu nguyên tử khác nhau giữa hai vế và điều chỉnh hệ số của chất chứa nguyên tố đó sao cho số hiệu nguyên tử bằng nhau. Chú ý chỉ số của các nguyên tố trong phân tử không bị thay đổi.
– Lặp lại bước trên cho đến khi số hiệu nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Nếu gặp khó khăn, có thể sử dụng phương pháp đại số hoặc ma trận để giải hệ phương trình liên quan đến hệ số của chất.
– Kiểm tra lại kết quả và giảm hệ số nếu có thể.
Áp dụng các bước trên ta cân bằng được phương trình Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O như sau:
Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử:
– Ba: 1 (bên trái), 1 (bên phải)
– O: 2 (mặt trái), 5 (mặt phải)
– H: 2 (mặt trái), 2 (mặt phải)
– S: 1 (mặt trái), 1 (mặt phải)
– Số nguyên tử O và H giữa 2 vế chênh lệch nhau, cần điều chỉnh lại hệ số.
– Chọn O làm phần tử đầu tiên cân bằng. Để có số nguyên tử O ở 2 vế bằng nhau ta cần nhân hệ số 2 cho Ba(OH)2 và H2O:
– Ba(OH)2 → Ba(OH)2 x 2
– H2O → H2O x 2
– Sau khi hiệu chỉnh hệ số, ta có phương trình mới:
– 2Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
– Số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử sau khi điều chỉnh hệ số:
– Ba: 2 (bên trái), 1 (bên phải)
– O: 6 (mặt trái), 6 (mặt phải)
– H: 6 (mặt trái), 4 (mặt phải)
– S: 1 (mặt trái), 1 (mặt phải)
– Số nguyên tử của Ba và H vẫn chênh lệch giữa 2 vế thì cần tiếp tục hiệu chỉnh hệ số.
– Chọn Ba làm yếu tố tiếp theo để cân bằng. Để có cùng số nguyên tử Ba giữa hai vế ta cần nhân hệ số 2 với BaSO4:
– BaSO4 → BaSO4 x 2
– Sau khi hiệu chỉnh hệ số, ta có phương trình mới:
– 2Ba(OH)2 + H2SO4 → 2BaSO4 + 2H2O
– Số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử sau khi điều chỉnh hệ số:
– Ba: 2 (bên trái), 2 (bên phải)
– O: 6 (mặt trái), 6 (mặt phải)
– H: 6 (mặt trái), 4 (mặt phải)
– S: 1 (mặt trái), 2 (mặt phải)
– Số hiệu nguyên tử của H và S vẫn chênh lệch giữa 2 vế thì cần tiếp tục hiệu chỉnh hệ số.
– Chọn H là phần tử tiếp theo cần cân bằng. Để có cùng số nguyên tử H giữa hai vế ta cần nhân hệ số 2 với H2SO4:
– H2SO4 → H2SO4 x 2
– Sau khi hiệu chỉnh hệ số, ta có phương trình mới:
– 2Ba(OH)2 + 2H2SO4 → 2BaSO4 + 2H2O
– Số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử sau khi điều chỉnh hệ số:
– Ba: 2 (bên trái), 2 (bên phải)
– O: 6 (mặt trái), 6 (mặt phải)
– H: 6 (mặt trái), 6 (mặt phải)
– S: 2 (mặt trái), 2 (mặt phải)
– Số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế đều bằng nhau, phương trình cân bằng.
– Kiểm tra lại kết quả, ta không thể giảm hệ số nữa.
Vậy phương trình cân bằng là:
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O
2.6. Ứng dụng của phản ứng Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O:
Phản ứng này có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như:
Trong công nghiệp hóa chất, phản ứng này được sử dụng để sản xuất bari sulfat, một loại bột màu trắng không hòa tan trong nước và các dung môi thông thường. Bari sulfat được sử dụng làm chất tương phản trong tia X, làm chất phủ trong sản xuất giấy và sơn, làm chất lắng trong xử lý nước thải và làm chất phụ gia trong nhựa và cao su.
Trong thực phẩm, dùng để điều chỉnh độ pH của các sản phẩm như sữa chua, kem, bánh quy và kẹo. Phản ứng này cũng giúp loại bỏ các ion kim loại nặng có hại như chì, thủy ngân và cadmium.
Trong y học, phản ứng được sử dụng để điều chế dung dịch bari hydroxit, một loại thuốc uống làm giảm axit dịch vị trong dạ dày. Phản ứng cũng có thể được sử dụng để kiểm tra sự hiện diện của axit sunfuric trong nước tiểu hoặc máu bằng cách quan sát sự kết tủa của bari sulfat.
3. Bài tập liên quan:
Câu 1: Hiện tượng xảy ra khi cho dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch H2SO4?
A. Có khí không màu bay ra
B. Có kết tủa trắng
C. Không có hiện tượng gì
D. Có kết tủa trắng xanh
Câu 2: Để nhận biết 2 dung dịch HCl và H2SO4 trong suốt ta dùng kim loại nào sau đây?
A. Mg
B.Bá
C.Cừ
D. Zn
Câu 3: Cho các phản ứng sau
1) BaCl2 + H2SO4;
(2) Ba(OH)2+ Na2SO4;
(3) BaCl2 + (NH4)2SO4
(4) Ba(OH)2 + (NH4)2SO4;
(5) Ba(OH)2 + H2SO4;
Các phản ứng có phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42-→ BaSO4 là:
A. (1), (2), (3)
B. (1), (2), (5)
C. (2), (3), (4)
D. (1), (2), (4)
Câu 4: Trung hòa vừa đủ 250ml dung dịch Ba(OH)2 1M bằng dung dịch H2SO4 15%. Khối lượng dung dịch H2SO4 đã dùng là
A. 163,3 gam
B. 326,6 gam
C. 217,7 gam
D. 312,6 gam
Câu 5: cho dung dịch chứa các ion sau Na+, Ca2+, Mg2+, Ba2+, H+, NO3-. Để tách nhiều cation ra khỏi dung dịch mà không đưa ion lạ vào, người ta dùng dung dịch
A. Na2SO4 vừa đủ.
B. Na2CO3 vừa đủ.
C. K2CO3 vừa đủ.
D. NaOH vừa đủ.
4. Hướng dẫn giải:
Câu hỏi 1:
Đáp án: B. Có kết tủa trắng
Hiện tượng: có kết tủa trắng BaSO4 . đã thu được
phương trình hóa học
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4+ 2H2O
Câu 2:
Đáp án: B. Ba
+ Mg và Zn đều là axit phản ứng và có chung hiện tượng sủi bọt khí
+ Cu cả 2 axit không phản ứng
+ Ba axit đều phản ứng nhưng hiện tượng xảy ra khác nhau. Với H2SO4 phản ứng với Ba xuất hiện khí và kết tủa trắng còn HCl chỉ xuất hiện khí
Phương trình hóa học minh họa
Ba + H2SO4 → BaSO4↓ + H2↑
Ba + 2HCl → BaCl2 + H2↑
Câu 3:
Đáp án: A. (1), (2), (3)
(1) BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl
phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42- → BaSO4
(2) Ba(OH)2+ Na2SO4 → BaSO4 + 2NaOH
phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42-→ BaSO4
(3) BaCl2 + (NH4)2SO4 → 2NH4Cl + BaSO4
phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42- → BaSO4
(4) Ba(OH)2 + (NH4)2SO4 → BaSO4 + 2NH3 + 2H2O
(5) Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
Câu 4:
Đáp số: A. 163,3 gam
nBa(OH)2 = 0,25 mol
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
0,25 0,25 mol
Khối lượng H2SO4 đã dùng là:
mddH2SO4 = (0,25,98).100%/15% = 163,3 gam
Câu 5:
Đáp án: D. NaOH vừa đủ.
Ta thêm dung dịch Na2SO4 để loại bỏ 1 cation
Ba2+ + SO42- → BaSO4
Chúng tôi thêm dung dịch Na2CO3 để loại bỏ 4 cation
Ba2+ + CO32- → BaCO3
Ca2+ + CO32- → CaCO3
Mg2+ + CO32- → MgCO3
2H+ + CO32- → CO2 + H2O
Loại C vì nó sử dụng K2CO3 để thêm một ion mới, K+
Ta thêm dung dịch NaOH để loại bỏ 2 cation:
Mg2+ + SO42- → MgSO4 ↓.
H+ + OH- → H2O
Vì vậy, thêm Na2CO3 sẽ loại bỏ nhiều ion nhất.
