Реакция гидроксида натрия и CO2

Химия Школьная химия
1

Если честно меня уже просто достал этот вопрос. Как будет происходить реакция NaOH + CO2 последовательно с образованием Na2CO3 и NaHCO3?

Ну я предположил: NaOH + CO2 = NaHCO3

NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

но мой друг сказал, что реакция происходит так: сначала 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Потом Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3

В Белавине полно задач именно на эту реакцию иногда у меня ответ выйдет правильным, а иногда нет из-за того что реакция происходит по другому. В одном задаче была такая ситуация, что CO2 и NaOH одновременно реагировало с 2 разными путями.(ну типа сразу: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O и
NaOH + CO2 = NaHCO3)

1 лайк
2

Если СО2 много, то образуется кислая соль гидрокарбонат натрия:
CO2+NaOH=NaHCO3
А если в избытке щелочь, то получится средняя соль карбонат натрия:
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
В зависимости от соотношения реагентов в продуктах может преобладать средняя или кислая соль
А тот случай который сказал вам друг, там СО2 в избытке

2 лайка
3

Можно рассмотреть это так. \ce{CO2} растворяется в воде с образованием угольной кислоты: \ce{CO2 + H2O -> H2CO3}. Дальше NaOH (который в растворе в виде отдельных ионов \ce{Na+},\ \ce{OH-}) будучи сильным основанием (я про \ce{OH-}) реагирует с этой кислотой:

\ce{OH- + H2CO3 -> HCO3- + H2O}

Образуется гидрокарбонат-ион. Он является более слабой кислотой, и гидроксид-ион будет депротонировать именно угольную кислоту (более сильную кислоту). Только потом, когда угольная кислота закончится, он перейдет к гидрокарбонату, к более слабой кислоте, с этой реакцией: \ce{OH- + HCO3- -> CO3^{-2} + H2O}. Однако, гидроксида может быть меньше чем угольной кислоты, и тогда он закончится и до депротонирования гиброкарбонат-иона может не дойти. Напишем суммарную реакцию:

\begin{array}{rcl} \ce{CO2} + \cancel{\ce{H2O}} & \ce{->} & \cancel{\ce{H2CO3}} \\ \cancel{\ce{H2CO3}} + \ce{OH-} & \ce{->} & \ce{HCO3-} + \cancel{\ce{H2O}} \\ \hline \ce{CO2 + OH-} & \ce{->} & \ce{HCO3-} \end{array}

Есть три исхода:

  1. Если гидроксид-иона такое же количество, то ни \ce{CO2} ни \ce{OH-} не останется, и в растворе будет только гидрокарбонат-ион.
  2. Если гидроксид-иона будет больше чем \ce{CO2} (то есть он в избытке), то в растворе останется и \ce{OH-} и \ce{HCO3-}. Гидроксид-ион, будучи сильным основанием, будет реагировать со слабой кислотой гидрокарбонат-ионом: \ce{OH- + HCO3- -> CO3^{-2} + H2O}. В этой реакции просто кто в избытке, тот и останется в избытке, вещества в дальнейшем реагировать не будут друг с другом.
  3. Если \ce{CO2} больше чем \ce{OH-}. Тогда в растворе будет гидрокарбонат-ион и \ce{CO2}, который будет в форме угольной кислоты (реакцией с водой). То есть в растворе будут угольная кислота и гирдкарбонат-ион вместе.
7 лайков