Phương pháp giải bài tập H+ tác dụng với dung dịch muối cacbonat

Nhỏ từ từ dung dịch H+ vào dung dịch $CO_{3}^{2-}$, $HCO_{3}^{-}$ và ngược lại là những dạng toán rất phổ biến trong các đề thi tuyển sinh trong những năm gần đây. Do cách giải 2 dạng toán này khác nhau nên các em cần biết để xử lí.

TH1: NHỎ TỪ TỪ DUNG DỊCH H+ VÀO DUNG DỊCH HỖN HỢP GỒM $HCO_{3}^{-}$VÀ $CO_{3}^{2-}$

Nguyên tắc giải các bài toán nhỏ dung dịch H+ vào dung dịch gồm $CO_{3}^{2-}$và $HCO_{3}^{-}$ là trước hết $CO_{3}^{2-}$ sẽ nhận H+ để tạo $HCO_{3}^{-}$

$CO_{3}^{2-}+\text{ }{{H}^{+}}\to \text{ }HCO_{3}^{-}$

Chỉ khi cho toàn bộ CO32- đã chuyển hết thành $HCO_{3}^{-}$ mới xảy ra tiếp phản ứng giải phóng khí CO2

$HCO_{3}^{-}+\text{ }{{H}^{+}}\to \text{ }C{{O}_{2}}+\text{ }{{H}_{2}}O$

Công thức giải nhanh:

Nếu:  ${{n}_{{{H}^{+}}}}<{{n}_{HCO_{3}^{-}}}+2.nCO_{3}^{2-}$ (H+ phản ứng hết) thì ${{n}_{C{{O}_{2\text{ }}}}}={{n}_{{{H}^{+}}}}-{{n}_{CO_{3}^{2-}}}$

Nếu: ${{n}_{{{H}^{+}}}}\ge {{n}_{HCO_{3}^{-}}}+2.nCO_{3}^{2-}$=> bảo toàn C: ${{n}_{C{{O}_{2\text{ }}}}}={{n}_{HCO_{3}^{-}}}+{{n}_{CO_{3}^{2-}}}$

TH2: NHỎ TỪ TỪ DUNG DỊCH HỖN HỢP GỒM $HCO_{3}^{-}$VÀ $CO_{3}^{2-}$VÀO DUNG DỊCH H+

Do $HCO_{3}^{-}$ và $CO_{3}^{2-}$ luôn tiếp xúc với lượng dư dung dịch H+ nên xảy ra đồng thời 2 phản ứng tạo khí CO2

$\begin{array}{*{35}{l}}   HCO_{3}^{-}\text{+ }{{H}^{+}}~\to C{{O}_{2}}+\text{ }{{H}_{2}}O  \\   ~~x~~~~~~~~~~\,~x~~~~\,\,\,\,\,\,\,~x  \\   CO_{3}^{2-}+2{{H}^{+}}\to ~C{{O}_{2}}+\text{ }{{H}_{2}}O  \\   ~~y~~~~~~~~~~2y~~~\,\,\,\,\,\,~~y  \\\end{array}$

Do mỗi dung dịch hỗn hợp nhỏ xuống đều chứa $HCO_{3}^{-}$ và $CO_{3}^{2-}$ với số mol ion trong từng giọt tỉ lệ tương ứng với số mol ban đầu của mỗi ion nên để tính số mol CO2 (x + y) ta giải hệ

$\left\{ \begin{align}  & \frac{x}{y}=\frac{{{n}_{HCO_{3}^{-}}}}{{{n}_{CO_{3}^{2-}}}} \\  & x+2y={{n}_{{{H}^{+}}}} \\ \end{align} \right.$

Công thức giải nhanh: ${{n}_{C{{O}_{2}}}}=\frac{{{n}_{{{H}^{+}}}}.(k+1)}{k+2}$  (với $k=\frac{{{n}_{HCO_{3}^{-}}}}{{{n}_{CO_{3}^{2-}}}}$)

Luyện bài tập vận dụng tại đây!