BaCO3 còn được gọi là Bari Carbonat, là một hợp chất quan trọng trong hóa học và công nghệ. Hãy khám phá tính chất, ứng dụng đa dạng của BaCO3 để tận dụng tiềm năng của hợp chất này trong các lĩnh vực xây dựng, sản xuất thuốc và năng lượng. Nghiên cứu Ba(OH)2 có thể mang lại những giải pháp sáng tạo và bền vững cho tương lai.
Lý thuyết về Ba(OH)2
Phương trình phản ứng CO2 ra BaCO3
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓+ H2O
Điều kiện phản ứng xảy ra khi cho CO2 tác dụng với Ba(OH)2
Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O (1)
Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (2)
Đặt T = nCO2 : nBa(OH)2
Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối BaCO3
Nếu T = 2: chỉ tạo muối Ba(HCO3)2
Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối BaCO3 và Ba(HCO3)2
Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm Ba(OH)2 dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả BaCO3 và Ba(HCO3)2
Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả BaCO3 và Ba(HCO3)2.
Nếu không có các dữ kiện trên ta phải chia trường hợp để giải.
* Khi những bài toán không thể tính T ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.
Hấp thụ CO2 vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối BaCO3.
* Sự tăng giảm khối lượng dung dịch : Khi cho sản phẩm cháy vào bình Ca(OH)2 hay Ba(OH)2.
mbình tăng = m hấp thụ
m dd tăng = mhấp thụ – m kết tủa
m dd giảm = m kết tủa – mhấp thụ
Nội dung mở rộng về Ba(OH)2
Bari hydroxit là gì?
Định nghĩa: Bari hydroxit là một hợp chất hóa học có công thức hóa học Ba(OH)2. Được gọi là baryta, là một trong những hợp chất chính của bari. Đây là một hợp chất vô cùng phổ biến và mang tính ứng dụng rất cao trong thực tiễn đời sống. Ba(OH)2 là một hợp chất bazo tiêu biểu, và hợp chất này cũng được xếp vào hàng bazo mạnh.
Công thức phân tử của hợp chất trên là: Ba(OH)2
Công thức cấu tạo của Ba(OH)2
Tính chất vật lý
Chúng ta có thể dễ dàng nhận biết dung dịch Ba(OH)2 bằng cách tiến hành thí nghiệm với giấy quỳ tím. Nếu dung dịch làm giấy quỳ tím chuyển sang màu xanh hoặc chúng ta cũng có thể tiến hành làm thí nghiệm với dung dịch phenolphthalein, nếu dung dịch làm dung dịch phenolphthalein chuyển sang màu hồng thì đó chính là Ba (OH)2, nếu không thì đó không phải là hợp chất Ba(OH)2.
Ngoài ra chúng ta có thể nhận diện bằng tính chất vật lý của dung dịch Bari hidroxit . Ba(OH)2 có tính chất vật lý rất đặc trưng, đây là chất rắn, có màu trắng, tan tốt trong nước, dễ hút ẩm.
Tính chất vật lý Ba(OH)2
Tính chất hóa học
Bari hidroxit mang đầy đủ tính chất hóa học của một bazo mạnh. Đó là làm đổi màu chất chỉ thị, tác dụng với các axit, tác dụng với oxit axit, tác dụng với muối, và các tác dụng với các chất hữu cơ, cụ thể:
Làm đổi màu chất chỉ thị: Tiến hành làm thí nghiệm với quỳ tím, nếu quỳ tím chuyển sang màu xanh và phenolphthalein chuyển sang màu hồng thì đó là hợp chất Ba(OH)2. Nếu quỳ tím không đổi màu hoặc đổi màu khác thì không phải là Ba(OH)2.
Tác dụng với các chất axit (phản ứng trao đổi):
Ba ( OH )2 + 2 HCl → BaCl2 + 2 H2O
Ba ( OH )2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 H2O
Ba (OH )2 + 2 HNO3 → Ba ( NO3 )2 + 2 H2O
Tác dụng với oxit axit: SO2, CO2,…
Tùy tỷ lệ có thể tạo thành hai muối: muối trung hòa và muối axit.
Ba ( OH )2 + SO2 → BaSO3 + H2O
Ba ( OH )2 + 2 SO2 → Ba ( HSO3 )2
Tác dụng với muối:
Ba ( OH )2 + CuCl2 → BaCl2 + Cu ( OH )2
Ba ( OH )2 + MgCl2 → BaCl2 + Mg ( OH )2
Ngoài ra bari hidroxit còn phản ứng với một số chất hữu cơ như axit hữu cơ, este…
Tác dụng vớ các axit hữu cơ tạo ra muối
2 CH3COOH + Ba ( OH )2 → 22 Ba + 2 H2O ( CH3COO )
Phản ứng thủy phân este (phản ứng xã phòng hóa):
2 CH3COOC2H5 + Ba ( OH )2 → 22 Ba + 2 C2H5OH ( CH3COO )
Tác dụng một số kim loại mà oxit, hidroxit của chúng có tính lưỡng tính ( Al, Zn…):
Ba ( OH )2 + 2 Al + 2 H2O → Ba (AlO2 )2 + 3 H2
Tác dụng với hidroxit lưỡng tính:
Ba ( OH )2 + 2 Al ( OH )3 → Ba ( AlO2 )2 + 4 H2O
Ba ( OH )2 + Al2O3 → Ba ( AlO2 )2 + H2O
Chúng ta có thể điều chế Ba(OH)2 bằng cách hòa bằng cách hòa tan bari oxit (BaO) trong nước:
BaO + H2O → Ba(OH)2
Ứng dụng
Về mặt công nghiệp, bari hydroxit được sử dụng làm tiền thân của các hợp chất bari khác. Monohydrate Barium Hydroxide (Monohydrate) được sử dụng để khử nước và loại bỏ sunfat khỏi các sản phẩm khác nhau. Ứng dụng này khai thác khả năng hòa tan rất thấp của bari sulfat. Ứng dụng công nghiệp này cũng được áp dụng cho phòng thí nghiệm. Một ứng dụng khác có thể được sử dụng làm chất ổn định nhựa như chất ổn định PVC.
Ba(OH)2 Là nguyên liệu quan trọng trong quá trình sản xuất ra nhựa và tơ nhân tạo.
Ngoài ra, Ba(OH)2 còn được dùng để làm đường củ cải và làm thuốc. Một ứng dụng mang tính thực tiễn rất cao trong đời sống. Ứng dụng đa số được người dân biết đến bởi tính đơn giản và dễ làm của nó.
Ứng dụng của Ba(OH)2
Bài tập vận dụng liên quan BaCO3
Câu 1. V lít khí CO2 (đktc) vào 3 lít Ba(OH)2 0,1M được 39,4 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là?
- 8,96
- 2,24
- 4,48
- 6,72
Đáp án A
Khi sục CO2 vào 0,3 mol Ba(OH)2 thu được 0,2 mol kết tủa BaCO3
Thì có thể xảy ra 2 trường hợp có kết tủa.
Trường hợp 1:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O.
→ n(CO2) = n(BaCO3) = 0,2. → V = 4,48 lít.
Trường hợp 2:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,2
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2.
0,2 0,1
→ n(CO2) = 0,2 + 0,2 = 0,4. → V = 8,96 lít
Nên V max = 4,48 lít.
Câu 2. Phản ứng biểu diễn đúng sự nhiệt phân của muối Bari Cacbonat:
- BaCO3 BaO + CO
- 2BaCO3 3BaO + CO2
- BaCO3 BaO + CO2
- 2BaCO3 2Ba +CO2 + O2
Đáp án C
Câu 3. Cho cacbon lần lượt tác dụng với Al, H2O, CuO, HNO3 đặc , H2SO4 đặc, KClO3, CO2 ở điều kiện thích hợp.
Số phản ứng mà trong đó cacbon đóng vai trò chất khử là
- 6.
- 4.
- 7.
- 5.
Đáp án A: C thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa → H2O, CuO, HNO3 đặc, H2SO4 đặc, KClO3 , CO2
C + 2H2O → CO2 + 2H2
2CuO + C → 2Cu + CO2
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 → 2SO2 + CO2 + 2H2O
2KClO3 + 3C → 2KCl + 3CO2
C + CO2 → 2CO
Câu 4. Sục 2,24 lít CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 0,06M, NaOH 0,03M.
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được a gam kết tủa . Gía trị của a là
- 19,7
- 9,85
- 7,88
- 13,79
Đáp án B
Ta có :
nCO2 = 0,1 mol ;
nOH– = 1.0,06.2 + 1.0,03.1 = 0,15 mol
nBa2+ = 0,06.1 = 0,06 mol
Mà 1 < nOH– / nCO2 = 0,3/0,2 = 1,5 < 2
=> Phản ứng tạo 2 muối
=> nCO32- = nOH– – nCO2 = 0,15 mol < 0,06 mol
=> nBaCO3 = 0,05 mol
=> m = 197.0,05 = 9,85 gam
Câu 5. Dẫn từ từ 6,72 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,1M, sau phản ứng thu được dung dịch
- CaCO3
- CaCO3 và Ca(HCO3)2
- Ca(HCO3)2
- CaCO3 và Ca(OH)2 dư
Đáp án B
nCO2 = 0,3 mol
nCa(OH)2 = 0,2 mol
Tỉ lệ:
nCO2/nCa(OH)2 = 0,3/0,2 = 1,5
Vậy sản phẩm sau phản ứng gồm CaCO3 và Ca(HCO3)2
Câu 6. Thổi V lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu được 12 gam kết tủa.
Lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?
- 3,136 lít
- 8,960 lít
- 6,272 lít
- 4,480 lít
Đáp án C
nCaCO3 = 12/100 = 0,12 mol
Do đun nóng lại thu được thêm kết tủa => nên có Ca(HCO3)2
nCa(OH)2 = 0,2.1 = 0,2 mol
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
0,12 0,12 ← 0,12 mol
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
0,16 (0,2 – 0,12) mol
→ nCO2 = 0,12 + 0,16 = 0,28 mol
→ V = 0,28.22,4 = 6,272 lít
Câu 7. V lít khí CO2 (đktc) vào 1,5 lít Ca(OH)2 0,1M được 19,7 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là?
- 1,12
- 2,24
- 4,48
- 6,72
Đáp án C
Khi sục CO2 vào 0,15 mol Ba(OH)2 thu được 0,1 mol kết tủa BaCO3
Thì có thể xảy ra 2 trường hợp có kết tủa.
Trường hợp 1:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O.
→ nCO2 = nCaCO3 = 0,1.
→ V = 2,24 lít.
Trường hợp 2:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
0,1
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2.
0,1 0,05
→ nCO2 = 0,1 + 0,1 = 0,2.
→ V = 4,48 lít
Nên V max = 4,48 lít.
Câu 8. Cho 4,48 lít khí CO2 (đktc) đi qua 150ml dung dịch KOH 1M thu được dung dịch Y.
Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch Y là
- 30
- 60
- 15
- 40
Đáp án C
nCO2 = 4,48/22,4 = 0,2 (mol)
nKOH= 0,15.1 = 0,15 (mol)
Xét tỉ lệ tạo muối:
nKOH/nCO2 = 0,15/0,2 =0,75 < 1
→ Tạo muối axit KHCO3; CO2 dư
Phương trình hóa học
CO2 + KOH → KHCO3
→ nKHCO3 = nKOH = 0,15 (mol)
→ mKHCO3 =mmuối = 0,15.100 = 15 (g)
—————————-
Tính chất đa dạng của Ba(OH)2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Từ công nghệ xây dựng, sản xuất thuốc, đến ngành năng lượng, hợp chất này đóng góp không nhỏ vào sự tiến bộ và phát triển của con người. Việc nghiên cứu tiềm năng BaCO3 hứa hẹn đem lại những giải pháp sáng tạo và bền vững cho các thách thức toàn cầu.
Xem thêm:
