Phản ứng giữa CaCO3 HNO3 (axit nitric)

Nội Dung

Khi canxi cacbonat (CaCO₃) phản ứng với axit nitric (HNO₃), một phản ứng axit-bazơ xảy ra, tạo ra canxi nitrat (Ca(NO₃)₂), carbon dioxit (CO₂) và nước (H₂O). Phản ứng này cũng sinh ra khí CO₂, do đó cần đảm bảo thông gió khi thực hiện phản ứng trong môi trường kín.

Phương trình phản ứng

Phản ứng giữa canxi cacbonat (CaCO₃) và axit nitric (HNO₃) là một phản ứng axit-bazơ, phương trình hóa học như sau:

$$CaCO_3 (s) + 2HNO_3 (aq) \rightarrow Ca(NO_3)_2 (aq) + CO_2 (g) + H_2O (l)$$ 

Chi tiết phản ứng

• Chất tham gia:

  • CaCO₃ (canxi cacbonat): Là một muối vô cơ, có thể tìm thấy trong đá vôi, vỏ sò, và các loại khoáng sản khác.
  • HNO₃ (axit nitric): Là một axit mạnh, có khả năng phản ứng với các bazơ và muối để tạo ra muối nitrat, nước và khí carbon dioxit.

• Sản phẩm:

  • Ca(NO₃)₂ (canxi nitrat): Là muối nitrat của canxi, tan trong nước, thường được dùng trong ngành sản xuất phân bón.
  • CO₂ (carbon dioxit): Là khí không màu, không mùi, có thể gây ngạt nếu nồng độ cao.
  • H₂O (nước): Là sản phẩm phụ trong phản ứng axit-bazơ.

Bài tập liên quan

Bài tập 1:
Tính khối lượng canxi nitrat (Ca(NO₃)₂) tạo ra khi cho 10g canxi cacbonat (CaCO₃) phản ứng với axit nitric.

Hướng dẫn giải:

1. Tính số mol của CaCO₃:

   $$M_{CaCO_3} = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 \, \text{g/mol}$$ 
   $$n_{CaCO_3} = \frac{10}{100} = 0.1 \, \text{mol}$$ 

2. Tính số mol của Ca(NO₃)₂ thu được:
   Theo phương trình phản ứng, 1 mol CaCO₃ tạo ra 1 mol Ca(NO₃)₂, vì vậy số mol Ca(NO₃)₂ cũng là 0.1 mol.

3. Tính khối lượng Ca(NO₃)₂:

   $$M_{Ca(NO_3)_2} = 40 + 2 \times (14 + 3 \times 16) = 164 \, \text{g/mol}$$ 
   $$m_{Ca(NO_3)_2} = 0.1 \times 164 = 16.4 \, \text{g}$$ 

Kết quả: Khối lượng Ca(NO₃)₂ thu được là 16.4g.

Bài tập 2:
Khi cho 20g CaCO₃ phản ứng với HNO₃ dư, tính thể tích CO₂ sinh ra (ở điều kiện chuẩn).

Hướng dẫn giải:

1. Tính số mol của CaCO₃:

   $$n_{CaCO_3} = \frac{20}{100} = 0.2 \, \text{mol}$$ 

2. Tính số mol CO₂ thu được:
   Theo phương trình phản ứng, 1 mol CaCO₃ tạo ra 1 mol CO₂, vì vậy số mol CO₂ cũng là 0.2 mol.

3. Tính thể tích CO₂: Theo điều kiện chuẩn, 1 mol khí CO₂ chiếm 22.4 lít.

   $$V_{CO_2} = 0.2 \times 22.4 = 4.48 \, \text{lít}$$ 

Kết quả: Thể tích CO₂ sinh ra là 4.48 lít.

>> xem thêm axit nitric HNO3: https://blog.mienbacchem.com/2024/12/axit-nitric-hno3.html

Ứng dụng của phản ứng

1. Sản xuất phân bón:
   Canxi nitrat (Ca(NO₃)₂) là một loại phân bón quan trọng trong nông nghiệp. Nó cung cấp canxi cho cây trồng và nitrat cho quá trình sinh trưởng.

2. Sản xuất khí CO₂:
   Phản ứng này tạo ra CO₂, một khí có ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm (để tạo khí cho đồ uống có ga), và trong các nghiên cứu hóa học.

3. Ứng dụng trong công nghiệp chế biến đá vôi:
   Phản ứng này có thể được áp dụng trong ngành công nghiệp chế biến đá vôi, sản xuất canxi nitrat phục vụ cho nhiều ngành khác nhau.

Lưu ý khi thực hiện phản ứng

1. Bảo vệ an toàn khi làm việc với axit nitric:

   • HNO₃ là một axit mạnh, có tính oxi hóa cao và có thể gây bỏng nặng nếu tiếp xúc với da hoặc mắt. Cần sử dụng găng tay, kính bảo hộ, và áo bảo hộ khi làm việc với axit nitric.
   • NO₂ (dioxid nitrogen), sản phẩm phụ của phản ứng, là một khí độc, có thể gây hại cho hệ hô hấp. Cần đảm bảo môi trường thông thoáng và sử dụng tủ hút khí độc.

2. Điều kiện phản ứng:

   • Phản ứng này có thể được thực hiện trong phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp, nhưng cần đảm bảo các điều kiện an toàn, đặc biệt khi sản xuất lượng lớn khí CO₂.
   • Cần lưu ý rằng phản ứng sinh ra khí CO₂, nên phải thực hiện trong không gian có thông gió tốt hoặc có hệ thống thu khí.

3. Xử lý sản phẩm:

   • Canxi nitrat (Ca(NO₃)₂) có thể dễ dàng hòa tan trong nước, vì vậy cần xử lý cẩn thận khi dùng trong các ứng dụng nông nghiệp hoặc hóa học để tránh ô nhiễm môi trường.

Tóm tắt

Phản ứng giữa canxi cacbonat (CaCO₃) và axit nitric (HNO₃) tạo ra canxi nitrat (Ca(NO₃)₂), carbon dioxit (CO₂) và nước (H₂O). Phản ứng này có ứng dụng trong sản xuất phân bón, sản xuất CO₂, và các ngành công nghiệp liên quan đến đá vôi. Cần lưu ý về sự an toàn khi làm việc với axit nitric và khí CO₂ sinh ra trong phản ứng.