• Thời gian đăng: 6 giờ trước
  • 0 bình luận

SO₂ + NaOH → Na₂SO₃ hay NaHSO₃? 2 PTHH, Cách Cân Bằng & Bài Tập

Phản ứng giữa SO₂ + NaOH là một trong những phản ứng kinh điển và quan trọng bậc nhất trong hóa học vô cơ và ứng dụng công nghiệp. Nó không chỉ là kiến thức nền tảng trong sách giáo khoa mà còn là chìa khóa cho nhiều quy trình xử lý môi trường và sản xuất hóa chất quy mô lớn. Bài viết này, dưới góc nhìn của một chuyên gia 20 năm kinh nghiệm từ VietChem, sẽ đi sâu vào bản chất, cách cân bằng phương trình và những ứng dụng thực tiễn không thể bỏ qua của phản ứng này.

phan-ung-so2-naoh

I. Phương trình hóa học SO₂ + NaOH

Cân bằng phương trình SO₂ + NaOH

Tùy thuộc vào tỷ lệ số mol giữa NaOH và SO2​, chúng ta có hai trường hợp phản ứng chính:

Trường hợp 1: Tỷ lệ mol nSO2/nNaOH​​≥2

Khi NaOH dư hoặc tỷ lệ mol đạt từ 2 trở lên, phản ứng tạo ra muối trung hòa là natri sunfit (Na2​SO3​).

SO2​ + 2NaOH → Na2​SO3​ + H2​O

  • Phương trình này đã được cân bằng. Ta thấy có 1 nguyên tử S, 2 nguyên tử Na, 4 nguyên tử O và 2 nguyên tử H ở cả hai vế.

Trường hợp 2: Tỷ lệ mol nSO2 ​​/ nNaOH​​ ≤ 1 

Khi SO2​ dư hoặc tỷ lệ mol bằng 1, phản ứng tạo ra muối axit là natri bisunfit (NaHSO3​).

SO2 +​ NaOH→ NaHSO3​

Bảng so sánh 2 trường hợp phản ứng

Tỷ lệ mol (T=nSO2/​​nNaOH​​)

Phương trình phản ứng

Sản phẩm chính

Tên gọi sản phẩm

T ≤ 1

SO2​ + NaOH →  NaHSO3​

Muối axit

Natri bisunfit (natri hiđrosunfit)

1 < T < 2

Xảy ra cả 2 phản ứng

Hỗn hợp 2 muối

NaHSO3​ và Na2​SO3​

T ≥ 2

SO2​ + 2NaOH → Na2​SO3 ​+ H2​O

Muối trung hòa

Natri sunfit

II. Cơ chế phản ứng giữa SO₂ và NaOH

Theo lý thuyết axit-bazơ Arrhenius, cơ chế phản ứng có thể được giải thích như sau:

  1. NaOH là một bazơ mạnh, phân ly hoàn toàn trong nước để tạo ra ion Na+ và ion hiđroxit OH−.
  2. SO2​ là một oxit axit, khi tan trong nước sẽ phản ứng tạo ra axit sunfurơ (H2​SO3​), một axit yếu.
  3. Phản ứng trung hòa xảy ra giữa ion H+ (từ H2​SO3​) và ion OH− (từ NaOH) để tạo ra nước (H2​O). Các ion còn lại (Na+ và SO32−​ hoặc HSO3−​) kết hợp với nhau tạo thành muối.

Nói một cách đơn giản, đây là một cuộc "kéo co" giữa axit và bazơ. Nếu bazơ mạnh và nhiều (tỷ lệ ≥2), nó sẽ "trung hòa" hoàn toàn axit, tạo ra muối trung hòa Na2​SO3​. Nếu bazơ không đủ mạnh hoặc không đủ nhiều (tỷ lệ ≤1), nó chỉ có thể "trung hòa" một phần, tạo ra muối axit NaHSO3​.

III. Phản ứng SO₂ + NaOH

Về bản chất, đây là phản ứng trung hòa giữa một oxit axit (lưu huỳnh đioxit - SO2​) và một bazơ mạnh (natri hiđroxit - NaOH). Khi khí SO2​ sục vào dung dịch NaOH, chúng sẽ tác dụng với nhau để tạo ra muối và nước.

Điểm đặc biệt của phản ứng này là sản phẩm tạo thành (muối natri sunfit Na2​SO3​ hay natri bisunfit NaHSO3) phụ thuộc hoàn toàn vào tỷ lệ mol giữa SO2​ và NaOH. Chính đặc tính này đã mở ra nhiều ứng dụng thực tiễn, nổi bật nhất là trong công nghệ xử lý khí thải SO2​ từ các nhà máy công nghiệp và sản xuất các hóa chất phái sinh.

IV. Tính chất hóa học của SO₂ và NaOH

Để hiểu rõ phản ứng, trước hết chúng ta cần nắm vững bản chất của hai "nhân vật" chính.

Tính chất hóa học của SO₂ (Lưu huỳnh đioxit)

SO2​ là gì? Đây là một oxit axit, tồn tại ở dạng khí không màu, có mùi hắc đặc trưng (mùi que diêm cháy). Khí này tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfurơ (H2​SO3​), một axit yếu và không bền.

SO2 ​+ H2​O ⇌ H2​SO3​

Ngoài tính axit, SO2​ còn thể hiện cả tính khử (khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh như KMnO4​,Br2​) và tính oxi hóa (khi tác dụng với chất khử mạnh như H2​S).

phan-tu-so2

Tính chất hóa học của SO₂

Bảng tóm tắt tính chất của SO₂

Thuộc tính

Chi tiết

Trạng thái

Khí không màu, mùi hắc

Khối lượng mol

≈64.07 g/mol

Độ tan trong nước

9.4 g/100 mL ở 25°C (tan tốt, tạo axit)

Tính chất hóa học chính

Oxit axit, tính khử, tính oxi hóa

Độc tính

Độc, gây kích ứng đường hô hấp

Tính chất hóa học của NaOH (Natri hiđroxit)

NaOH là gì? Thường được biết đến với tên gọi xút ăn da, NaOH là một trong những bazơ mạnh nhất. Nó tồn tại ở dạng rắn (vảy, viên, hạt), màu trắng, có tính hút ẩm cực mạnh (dễ chảy rữa khi để ngoài không khí) và tỏa nhiệt lớn khi hòa tan trong nước.

NaOH có khả năng ăn mòn da, giấy, và nhiều kim loại (như nhôm, kẽm), do đó cần hết sức cẩn trọng khi sử dụng. Nó là hóa chất nền tảng trong rất nhiều ngành công nghiệp như sản xuất giấy, xà phòng, dệt nhuộm và xử lý nước.

naoh

Xút Vảy NaOH

Bảng tóm tắt tính chất của NaOH

Thuộc tính

Chi tiết

Trạng thái

Rắn (vảy, viên, hạt), màu trắng

Khối lượng mol

≈40.00 g/mol

Độ tan trong nước

109 g/100 mL ở 20°C (tan rất tốt, tỏa nhiệt mạnh)

Tính chất hóa học chính

Bazơ mạnh, hút ẩm mạnh, tính ăn mòn cao

Ứng dụng chính

Ngành sản xuất xà phòng, giấy, tơ tổng hợp kết hợp với công tác xử lý nước

V. Sản phẩm của phản ứng SO₂ + NaOH và ý nghĩa thực tế

  • Natri Sunfit (Na2​SO3​): Là một chất khử, được sử dụng rộng rãi làm chất khử oxy trong xử lý nước lò hơi, ngăn ngừa ăn mòn. Trong ngành giấy, nó được dùng trong quy trình nghiền bột sunfit. Nó cũng là tiền chất để sản xuất natri thiosunfat (Na2​S2​O3​).
  • Natri Bisunfit (NaHSO3​): Được biết đến với mã phụ gia thực phẩm E222, nó là một chất bảo quản hiệu quả, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và chống oxy hóa (chống sẫm màu) cho trái cây sấy khô, rượu vang. Ngoài ra, NaHSO3​ còn được dùng làm chất tẩy trắng trong sản xuất dệt may và giấy.

VI. Ứng dụng phản ứng SO₂ + NaOH trong thực tế

Xử lý khí thải SO₂ trong công nghiệp

Đây được xem là ứng dụng then chốt. Khí SO2​ sinh ra từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ) trong các nhà máy nhiệt điện, luyện kim là nguyên nhân chính gây mưa axit. Để xử lý, người ta sử dụng các tháp hấp thụ (scrubber) chứa dung dịch NaOH.

  • Quy trình: Khí thải chứa SO2​ được dẫn qua tháp từ dưới lên. Dung dịch NaOH được xịt theo hướng từ trên xuống dưới. Tại đây, phản ứng SO2​+NaOH xảy ra, "giữ chân" SO2​ lại dưới dạng muối sunfit/bisunfit, làm sạch khí thải trước khi đưa ra môi trường.
  • Tham chiếu: Các quy trình này phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn khí thải công nghiệp như QCVN 19:2009/BTNMT của Việt Nam hay các hướng dẫn từ EPA (Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ).
phan-ung-so2-naoh-trong-xu-ly-khi-thai

Ứng dụng phản ứng SO₂ + NaOH trong xử lý khí thải SO₂ trong công nghiệp

Sản xuất hóa chất và ứng dụng khác

  • Tổng hợp muối: Phản ứng này là phương pháp chính để sản xuất công nghiệp Na2​SO3​ và NaHSO3​ phục vụ các ngành khác.
  • Phòng thí nghiệm: Dùng để định lượng SO2​ hoặc điều chế các dung dịch chuẩn.

VII. Bài tập và ví dụ liên quan đến SO₂ + NaOH

Bài tập 1 (Tính toán): Sục 4,48 lít khí SO2​ (đktc) vào dung dịch chứa 20 gam NaOH. Tính khối lượng muối thu được.

  • Giải:
  • nSO2​​=22.44.48​=0.2 (mol)
  • nNaOH​=4020​=0.5 (mol)
  • Xét tỷ lệ T=nSO2​​nNaOH​​=0.20.5​=2.5
  • Vì T>2 nên phản ứng tạo ra muối Na2​SO3​, và NaOH dư.
  • Phương trình: SO2 ​+ 2NaOH → Na2​SO3​ + H2​O
  • Theo phương trình, nNa2​SO3​​ = nSO2 ​​= 0.2 (mol)
  • Khối lượng muối thu được: mNa2​SO3 ​​= 0.2×(23×2+32+16×3) = 0.2×126=25.2 (gam)

Bài tập 2 (Cân bằng nâng cao): Cho biết sản phẩm tạo thành khi sục từ từ V lít khí SO2​ vào dung dịch chứa a mol NaOH.

  • Giải: Đây là bài toán biện luận. Kết quả phụ thuộc vào tỷ lệ T=a/(V/22.4). Dựa vào bảng so sánh ở trên để kết luận sản phẩm là NaHSO3​, Na2​SO3​ hay hỗn hợp cả hai.

VIII. Kết luận

Phản ứng SO2​+NaOH không chỉ đơn thuần là một phương trình hóa học. Nó là minh chứng cho sự gắn kết chặt chẽ giữa khoa học lý thuyết và các ứng dụng thực tiễn, từ bảo vệ môi trường đến sản xuất công nghiệp. Việc hiểu sâu sắc về nó giúp chúng ta tối ưu hóa quy trình và tạo ra những sản phẩm giá trị.

Để đảm bảo thành công cho các ứng dụng của bạn, VietChem luôn sẵn sàng là đối tác tin cậy, cung cấp NaOH và các hóa chất liên quan với chất lượng và dịch vụ tốt nhất thị trường.

>>> Xem thêm

Nhiên liệu là gì? Gồm loại nào? Vai trò trong đời sống?

Axit clohydric HCl là gì? Các phương pháp điều chế và sản xuất axit clohydric

Bài viết liên quan

Bão Hòa Là Gì? Giải Thích Đầy Đủ & Ứng Dụng Thực Tế

Chuyên gia VIETCHEM giải mã khái niệm bão hòa một cách thẳng thắn, dễ hiểu. Phân biệt dung dịch bão hòa, chưa bão hòa và quá bão hòa, cùng ứng dụng thực tế trong công nghiệp & đời sống.

0

Xem thêm

Cân Bằng Phương Trình NaCl + H2O và Khám Phá Những Ứng Dụng Thực Tiễn

NaCl + H2O → NaOH + Cl2 + H2 | NaCl ra NaOH VIETCHEM hướng dẫn chi tiết cách cân bằng phương trình điện phân NaCl + H2O. Khám phá ứng dụng thực tế của NaOH

0

Xem thêm

Thủy Ngân (Hg): Toàn Tập về Đặc Tính, Độc Tính & Ứng Dụng

Tìm hiểu Hg (Thủy ngân) là gì, các dạng độc tính, ứng dụng trong công nghiệp, y tế và biện pháp an toàn từ chuyên gia hóa chất VIETCHEM 20 năm kinh nghiệm.

0

Xem thêm

Sợi Thủy Tinh Có Độc Không? Rủi Ro, Mức Độ Độc Hại & Cách Dùng An Toàn

Giải đáp từ chuyên gia: Sợi thủy tinh hiện đại có độc không. Tìm hiểu tác động kích ứng thực tế, so sánh khoa học và các biện pháp an toàn để bảo vệ sức khỏe

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Thiết bị thí nghiệm

0939 154 554

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Lý Thị Dung

Lý Thị Dung

Hóa Chất Công Nghiệp

0862 157 988

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Nguyễn Hải Thanh

Nguyễn Hải Thanh

Hóa Chất Công Nghiệp

0932 240 408 (0826).050.050

Lê Thị Mộng Vương

Lê Thị Mộng Vương

Hóa Chất Công Nghiệp

0964 674 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Trần Sĩ Khoa

Trần Sĩ Khoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 851 648

Mai Văn Đền

Mai Văn Đền

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 337 431

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI ĐÀ NẴNG & CÁC TỈNH MIỀN TRUNG
Phạm Văn Trung

Phạm Văn Trung

Hóa Chất Công Nghiệp

0918 986 544 0328.522.089

Nguyễn Thị Hương

Nguyễn Thị Hương

Hóa Chất Công Nghiệp

0377 609 344 0325.281.066

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963029988 Hà Nội - Mr. Viết Hải : 0865181855 HCM : 0826050050 Cần Thơ : 0971252929 Đà Nẵng : 0918986544