Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa các bazo và axit tạo ra các dung dịch chứa nước và muối không còn tính bazơ và axit. Thông thường phản ứng trung hòa thường xảy ra giữa các hợp chất có tính axit và tính bazơ. Vietchem sẽ chia sẻ thêm thông tin cụ thể về phản ứng trung hòa đến các bạn.

1. Phản ứng trung hòa là gì?

Phản ứng trung hòa là phản ứng gì? Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa axit và bazơ, tạo ra dung dịch chứa muối và nước, và không còn tính axit hay bazơ. Thực tế, phản ứng trung hòa có thể xảy ra giữa các hợp chất có tính axit và tính bazơ, như muối hay oxit của chúng. Để hiểu rõ hơn về loại phản ứng này, dưới đây là sáu loại phản ứng trung hòa phổ biến được biểu diễn bằng các phương trình phản ứng tổng quát:

Axit + Bazơ -> Muối + H2O

• Phương trình phản ứng rút gọn: H+ + OH - -> H2O
• Ví dụ: H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + H2O

Axit + Oxit bazơ -> Muối + H2O

• Phương trình phản ứng rút gọn: H+ + M2On ->M^n+ + H2O
• Ví dụ: 2HCl + FeO -> FeCL2 + H2O

Axit + Muối -> Muối mới + Axit yếu

• Ví dụ: 2HCl + CaCO3 -> CaCl2 + CO2 + H2O
• Phương trình phản ứng rút gọn: 2H+ + CaCO3 -> Ca2+ + CO2 + H2O

Lưu ý: Nếu phản ứng tạo thành muối kết tủa, đây không phải là phản ứng trung hòa mà chỉ là phản ứng trao đổi.

Bazơ + Oxit axit -> Muối + H2O

• Ví dụ: 2KOH + SO2 -> K2SO4 + H2O
• 2OH- + SO2 -> SO3 2- + H2O

Bazơ + Muối -> Muối mới + Bazơ mới yếu hơn

• Ví dụ: KOH + NH4NO3 -> KNO3 + NH3 + H2O
• OH- + NH4+ -> NH3 (khí) + H2O

Lưu ý: Nếu phản ứng tạo thành kết tủa mà không có bazơ mới yếu hơn, đây không phải là phản ứng trung hòa.

Muối có tính axit + Muối có tính bazơ (+ H2O) -> Muối mới + axit yếu + bazơ yếu

• Ví dụ: NH4Cl + NaAlO2 + H2O -> Al(OH)3 (kết tủa) + NH3 (khí) + NaCl
• 2NaHSO4 + Na2CO3 -> 2Na2SO4 + CO2 (khí) + H2O

1.1. Các điều kiện để xảy ra phản ứng trung hòa

Phản ứng trung hòa là một loại phản ứng trao đổi, nên các điều kiện để xảy ra phản ứng trung hòa cũng tương tự như các điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi. Phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra nếu sản phẩm tạo ra bao gồm chất không tan, chất khí hoặc nước. Trong phản ứng trung hòa, sản phẩm luôn luôn có nước, do đó, nó thỏa mãn điều kiện của một phản ứng trao đổi.

Các điều kiện để xảy ra phản ứng trung hòa

1.2. Đặc điểm nổi bật của phản ứng trung hòa

Khi số mol axit và bazơ vừa đủ để xảy ra phản ứng trung hòa, dung dịch thu được sẽ chỉ chứa muối và nước, không còn tính axit hay bazơ, và do đó không mang các tính chất hóa học của axit hay bazơ. 

Cách nhanh nhất để kiểm tra xem phản ứng trung hòa đã hoàn toàn và đủ hay chưa là sử dụng giấy quỳ tím. Nếu phản ứng đã hoàn toàn và đủ, quỳ tím sẽ không đổi màu. Nếu một trong hai chất, bazơ hoặc axit còn dư, quỳ tím sẽ đổi sang màu xanh hoặc đỏ tương ứng.

Một ví dụ điển hình về phản ứng trung hòa là phản ứng giữa axit và bazơ để tạo ra muối và nước:

• HCl + NaOH -> NaCl + H2O

Mũi tên chỉ sự hoàn thành của phản ứng và sự tạo thành sản phẩm. Một số ví dụ khác thường gặp về phản ứng trung hòa bao gồm:

• Ca(OH)2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2H2O
• HCl + KOH -> KCl + H2O

2. Nguyên tắc, tính chất của phản ứng trung hòa

Trước tiên, cần nhấn mạnh bản chất của phản ứng trung hòa là sự tác dụng giữa axit và bazơ (nếu xét theo phương trình rút gọn thì đó là sự tác dụng giữa ion H+ và OH-). Do đó, nếu lượng ion H+ và OH- trong các hợp chất phản ứng bằng nhau (tính theo mol), thì sau khi phản ứng kết thúc, chỉ thu được muối và nước, không còn axit (H+) hay bazơ (OH-) dư.

Nguyên tắc, tính chất của phản ứng trung hòa

Một tính chất quan trọng khác của phản ứng trung hòa là độ pH. Độ pH cho biết dung dịch sau phản ứng có tính bazơ hay axit, tức là có axit hay bazơ còn dư sau phản ứng. Điều này được xác định bởi số lượng ion H+ trong dung dịch đo được.

Ngoài ra, có một số khái niệm về tính axit hay tính bazơ tùy thuộc vào các thông số được xem xét. Một khái niệm nổi bật là của Bronsted và Lowry, theo đó axit là chất cho proton (H+) và bazơ là chất nhận proton, theo phản ứng:

• H+ + OH- -> H2O

3. Phân loại phản ứng trung hòa

Phân loại phản ứng trung hòa sẽ bao gồm các phản ứng nổi bật sau: 

3.1. Axit mạnh + bazơ mạnh

Phản ứng giữa axit sunfuric và kali hydroxit trong môi trường nước diễn ra như sau:

H2SO4 + 2KOH -> K2SO4 + 2H2O

Trong phản ứng này, cả axit và bazơ đều là chất điện ly mạnh, do đó chúng bị ion hóa hoàn toàn trong dung dịch. Độ pH của dung dịch sẽ phụ thuộc vào chất điện ly mạnh nào chiếm tỷ lệ lớn hơn.

3.2. Axit mạnh và bazơ yếu

HNO3 + NH3 -> NH4NO3

Trong trường hợp này, nước được sản xuất cùng với muối nhưng không xuất hiện trong phương trình cuối cùng do bị triệt tiêu theo trình tự sau:

Khi hòa tan khí NH₃ vào nước, xảy ra phản ứng:

NH3 + H2O -> NH4OH

Nhận thấy NH₄OH là một bazơ yếu và dễ bị phân hủy.

NH₄OH sau đó ngay lập tức tác dụng với HNO₃ theo phản ứng:

NH4OH + HNO3 -> NH4NO3 + H2O

Phản ứng tổng quát khi kết hợp hai phương trình trên:

NH3 + H2O + HNO3 -> NH4NO3 + H2O

Vì nước xuất hiện ở cả hai bên của phương trình, ta lược bỏ nó đi và thu được phương trình phản ứng đơn giản. Do đó, nước có thể được coi là một sản phẩm của phản ứng nhưng không được biểu diễn trong phương trình cuối cùng.

Phân loại phản ứng trung hòa

3.3. Axit yếu và bazơ mạnh

CH3COOH + NaOH -> CH2COONa + H2O

Vì axit axetic là chất điện ly yếu, nó chỉ phân ly một phần khi phản ứng với natri hydroxide, tạo thành natri axetat và nước. Dung dịch tạo thành sẽ có độ pH trung hòa, thường xấp xỉ pH = 7, và không làm đổi màu quỳ tím.

3.4. Axit yếu và bazơ yếu

Cuối cùng, như đã đề cập ở trên, một bazơ yếu không thể trung hòa axit yếu vì cả hai đều bị thủy phân trong dung dịch nước. Độ pH của dung dịch sẽ phụ thuộc vào độ bền của bazơ và axit.

Vietchem vừa chia sẻ khái niệm, đặc điểm, nguyên lý cũng như các phản ứng trung hòa phổ biến nhất. Mong rằng bài viết của Vietchem đã mang đến các kiến thức hữu ích đến các bạn.