NaHCO3 – Sodium hydrogen carbonate
Tên cũ: natri hiđrocacbonat · Còn gọi là: baking soda; thuốc muối; natri bicacbonat; bicarbonate of soda; nahcolite (khoáng vật)
- Muối acid, lưỡng tính
- Rắn, trắng
- Tan trong nước
- M = 84
Sodium hydrogen carbonate (NaHCO₃, tên cũ: natri hiđrocacbonat; còn gọi: baking soda) là muối, chất rắn màu trắng, tan trong nước; phân tử khối 84. Muối acid của carbonic acid; có tính lưỡng tính (tác dụng được với cả acid và base); kém bền với nhiệt.
Cấu tạo của NaHCO3
- Na
- gốc HCO₃
- electron
- Mô hình lớp electron (Bohr) — gốc acid viết trong ngoặc vuông, không xét cấu tạo bên trong
- 1 · Na⁺ và HCO₃⁻ là những ion có sẵn
- 2 · Ion trái dấu hút nhau bằng lực tĩnh điện
- 3 · Các ion xếp xen kẽ thành tinh thể NaHCO₃
NaHCO₃ là hợp chất ion gồm một cation Na⁺ và một anion hydrogencarbonate HCO₃⁻. Ion HCO₃⁻ chính là ion carbonate CO₃²⁻ đã nhận thêm một H⁺: nguyên tử C ở tâm một tam giác phẳng với ba O, trong đó một O mang thêm nguyên tử H nối bằng liên kết cộng hoá trị, nên ion còn lại một điện tích âm. Ở thể rắn các ion xếp thành mạng tinh thể hệ đơn tà; khoáng vật cùng công thức tên là nahcolite. Vì mỗi gốc chỉ mang một điện tích âm nên công thức cần đúng một Na — đây là điểm khác Na₂CO₃. Nguyên tử H còn lại trong gốc giải thích cả hai tính chất đặc trưng: HCO₃⁻ nhường được H⁺ cho base mạnh (NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O) và nhận được H⁺ từ acid hoặc từ nước (NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O; HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻), nên muối lưỡng tính và dung dịch có môi trường base yếu. Liên kết giữa H và gốc carbonate cũng là chỗ yếu khi đun: từ khoảng 50 °C muối đã bắt đầu nhả CO₂ và hơi nước để thành Na₂CO₃.
Thông số vật lý của NaHCO3
| Đại lượng | Giá trị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Phân tử khối | 84 | tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (Na 23, H 1, C 12, O 16) |
| Khối lượng mol chính xác | 84,006 g/mol | theo nguyên tử khối IUPAC (Na 22,99, H 1,008, C 12,011, O 15,999) |
| Trạng thái, màu | rắn, trắng | |
| Khối lượng mol | 84,01 g/mol | trang tính từ khối lượng nguyên tử IUPAC (Na 22,990; H 1,008; C 12,011; O 15,999); SGK làm tròn nguyên tử khối nên tính ra 84, và Na₂CO₃ tương ứng là 106 |
| Nhiệt độ nóng chảy | không có — chất rắn phân huỷ trước khi chảy | infobox Wikipedia (dẫn CRC Handbook) ghi thẳng "phân huỷ thành sodium carbonate bắt đầu từ 50 °C"; bài viết mô tả phân huỷ dần ở 80–100 °C và nhanh ở 200 °C. Vì thế ô nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi trong infobox để trống |
| Khối lượng riêng | 2,20 g/cm³ | tinh thể trắng, không mùi; nhẹ hơn Na₂CO₃ khan (2,54 g/cm³) |
| Độ tan trong nước | 9,6 g/100 mL | ở 20 °C; 7 g ở 0 °C, 11,1 g ở 30 °C, 12,7 g ở 40 °C, 16 g ở 60 °C (Wikipedia, bảng độ tan). Infobox cho cùng dãy dưới dạng 69 / 96 / 165 g/L ở 0 / 20 / 60 °C. Tan kém hơn Na₂CO₃ (21,5 g/100 mL ở 20 °C) — chính chỗ chênh này là cơ sở của phương pháp Solvay |
| Độ tan trong dung môi khác | 2,13 % khối lượng trong methanol; 0,02 % trong acetone | cùng ở 22 °C (Ellingboe và Runnels 1966, dẫn trong Wikipedia) |
| pH dung dịch 0,1 M | ≈ 8,3 | base yếu: HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻. Con số này do trang tính từ hai nấc phân li của carbonic acid, pKa₁ 6,35 (làm tròn từ 6,351 của infobox) và pKa₂ 10,33 — (6,35 + 10,33) / 2 ≈ 8,34 — chứ nguồn không ghi sẵn; giữ đúng giá trị mà bảng so sánh trang Na₂CO₃ đang dùng |
| Hằng số acid liên quan | pKa 6,34 (infobox); 6,351 cho carbonic acid | HCO₃⁻ vừa nhận được H⁺ (thành H₂CO₃) vừa nhường được H⁺ (thành CO₃²⁻, pKa 10,33) — đó là ý nghĩa của chữ "lưỡng tính" |
| Cấu tạo | hợp chất ion: Na⁺ + HCO₃⁻ | tinh thể hệ đơn tà; chiết suất nα 1,377, nβ 1,501, nγ 1,583 |
| Khoáng vật | nahcolite; có mặt trong trona | trona phổ biến hơn vì nahcolite tan nhiều hơn trong nước và cân bằng giữa hai khoáng nghiêng về trona; mỏ nahcolite lớn ở Hoa Kỳ, Botswana, Kenya, Uganda, Thổ Nhĩ Kỳ, Mexico, còn mỏ trona lớn ở lưu vực Green River, bang Wyoming |
| Phụ gia thực phẩm | E500 | cùng số E với Na₂CO₃ — hai chất đứng chung một mã trong danh mục châu Âu |
Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.
Thành phần nguyên tố của NaHCO3
| Nguyên tố | NTKNguyên tử khối | Số ng.tửSố nguyên tử | KLKhối lượng | % khối lượng |
|---|---|---|---|---|
| Na sodium | 23 | 1 | 23 | 27,38 % |
| H hydrogen | 1 | 1 | 1 | 1,19 % |
| C carbon | 12 | 1 | 12 | 14,29 % |
| O oxygen | 16 | 3 | 48 | 57,14 % |
| TổngPhân tử khối NaHCO3 | 6 | 84 | 100 % |
NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %Na = 23 ÷ 84 × 100 % = 27,4 %.
Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ
- Khối lượng
- m = n × M = 0,25 × 84
- 21 g
- Số phân tử
- N = n × NA = 0,25 × 6,022 × 10²³
- 1,506 × 10²³
- Nồng độ mol
- CM = n / V = 0,25 / 0,25
- 1 M
M = phân tử khối (g/mol); NA = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.
Điều chế NaHCO3
Sục CO₂ vào dung dịch Na₂CO₃: Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃; hoặc là sản phẩm trung gian của phương pháp Solvay: NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl.
Tính chất hoá học của NaHCO3
Muối acid của carbonic acid; có tính lưỡng tính (tác dụng được với cả acid và base); kém bền với nhiệt.
- Nhiệt phân (bột nở): 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O.
- Với acid: NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O (thuốc muối trung hoà acid dạ dày).
- Với base: NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + NaOH + H₂O; khi NaHCO₃ dư: 2NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O.
- Thuỷ phân yếu trong nước, dung dịch có pH khoảng 8 (quỳ tím hoá xanh nhạt).
Lỗi thường gặp với NaHCO3
- Nhầm baking soda (NaHCO₃) với soda (Na₂CO₃), và nhầm cả hai với bột nở. NaHCO₃ là muối acid: dung dịch 0,1 M có pH ≈ 8,3 và đun nóng thì phân huỷ 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O. Na₂CO₃ là muối trung hoà, dung dịch 0,1 M có pH ≈ 11,7, nóng chảy ở 851 °C mà không phân huỷ thành CO₂ ở mức đáng kể; tên tiếng Việt quen dùng là soda, dạng ngậm 10 nước là soda giặt. Riêng chữ "bột nở" trong tiếng Việt được dùng cho cả hai thứ: vừa là NaHCO₃, vừa là gói bột nở bán sẵn (baking powder) — mà gói ấy không phải một chất: Wikipedia ghi nó chứa khoảng 30 % bicarbonate trộn với một chất có tính acid (calcium acid phosphate, sodium aluminium phosphate hoặc cream of tartar) để sinh khí ngay khi gặp nước.
- Gọi NaHCO₃ là base vì dung dịch làm quỳ tím hoá xanh nhạt. Nó là muối, không có nhóm OH⁻ trong công thức; dung dịch có tính base yếu là do ion HCO₃⁻ nhận H⁺ của nước: HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻. Cùng ion ấy lại nhường được H⁺ cho base mạnh: NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O. Wikipedia gọi thẳng NaHCO₃ là hợp chất lưỡng tính — phản ứng được với cả acid lẫn base.
- Nung NaHCO₃ mãi để lấy Na₂O. Nung cho sản phẩm rắn là Na₂CO₃: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O. Muốn đi tiếp một bước nữa (Na₂CO₃ → Na₂O + CO₂) thì phải nung cao hơn nhiều: bài "Sodium bicarbonate" của Wikipedia nêu mốc trên 850 °C, tức là ngang với chính mốc 851 °C mà infobox bài "Sodium carbonate" ghi là nhiệt độ nóng chảy — dù thế nào cũng ngoài tầm đèn cồn và ngoài đề bài phổ thông. Hai con số ấy đến từ hai bài khác nhau và nói về hai việc khác nhau, xem mục Tài liệu tham khảo. Trong bài toán nung hỗn hợp, phần NaHCO₃ mất 31 g cho mỗi mol (84 g NaHCO₃ còn lại 53 g Na₂CO₃), còn phần Na₂CO₃ có sẵn thì khối lượng không đổi.
- Tưởng nung 2 mol NaHCO₃ cho 2 mol CO₂. Phương trình 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O chỉ nhả 1 mol CO₂ cho mỗi 2 mol muối — nửa lượng carbon còn nằm lại trong Na₂CO₃. Wikipedia nêu đúng điều này khi nói về làm bánh: dùng baking soda một mình (không có chất acid đi kèm) thì chỉ một nửa lượng CO₂ được giải phóng, và phần Na₂CO₃ sinh ra có tính base mạnh, làm bánh có vị đắng như xà phòng và ngả vàng.
- Dùng dung dịch CaCl₂ để "nhận ra" NaHCO₃ như nhận ra Na₂CO₃. Ở nhiệt độ thường NaHCO₃ không cho kết tủa với CaCl₂ (Ca(HCO₃)₂ tan, 16,6 g/100 mL ở 20 °C), còn Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl cho kết tủa trắng ngay. Muốn thấy phản ứng của NaHCO₃ thì đun: khí thoát ra làm đục nước vôi trong, hoặc nhỏ acid vào thì sủi bọt.
Ứng dụng của NaHCO3
| Ứng dụng | Dựa trên tính chất nào |
|---|---|
| Bột nở trong làm bánh, bánh quy, bánh mì soda | Hai đường sinh khí cùng dẫn tới CO₂: gặp chất có tính acid trong bột (giấm, nước chanh, sữa chua, cream of tartar) thì NaHCO₃ + H⁺ → Na⁺ + CO₂ + H₂O; còn khi nướng, chính nhiệt cũng đủ phân huỷ muối trên 80 °C. Bọt khí bị khối bột giữ lại tạo ruột bánh xốp |
| Thuốc muối chữa đầy bụng, ợ chua | Trung hoà acid dạ dày và nhả khí: NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂. Vì sản phẩm là muối ăn, nước và khí nên đây là cách trung hoà "dịu" hơn base mạnh — Wikipedia xếp NaHCO₃ vào nhóm chất trung hoà nhẹ, an toàn hơn NaOH |
| Bình chữa cháy bột BC và bột dập dầu mỡ | Nhiệt của đám cháy phân huỷ muối, vừa lấy đi nhiệt (phản ứng thu nhiệt) vừa sinh CO₂ và hơi nước che oxygen; theo Wikipedia còn có cơ chế bắt gốc tự do và, với dầu mỡ, hiệu ứng xà phòng hoá nhẹ tạo lớp bọt. Cũng bài này lưu ý không hắt NaHCO₃ vào chảo chiên ngập dầu, vì khí thoát ra đột ngột làm dầu bắn |
| Phụ gia thực phẩm E500, nước khoáng đóng chai, nước súc miệng và kem đánh răng | Muối tan, vị hơi mặn và kiềm nhẹ giống Na₂CO₃ nhưng dịu hơn nhiều; trong khoang miệng nó trung hoà acid, đồng thời Wikipedia mô tả nó có tính mài mòn và tác dụng chống sâu răng, làm sạch răng và lợi theo kiểu cơ học |
| Nguyên liệu điều chế Na₂CO₃ và sản phẩm trung gian của phương pháp Solvay | Chiều thuận: Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃ (đó là cách sản xuất công nghiệp chính, từ soda hoặc từ quặng trona hoà tan rồi sục CO₂). Chiều ngược: nung 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O. Trong phương pháp Solvay, NaHCO₃ kết tinh trước vì tan kém hơn: NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl |
| Pháo "rắn đen" (black snake) | Một hỗn hợp NaHCO₃ với đường: nhiệt phân muối sinh CO₂ thổi phồng khối tro carbon của đường cháy thành dải tro dài ngoằn ngoèo, đồng thời CO₂ và hơi nước làm ngọn lửa cháy chậm lại |
Nhận biết NaHCO3
Chất rắn trắng; sủi bọt khí CO₂ với acid; đun nóng bị phân huỷ cho khí làm đục nước vôi trong (khác Na₂CO₃ không bị nhiệt phân); dung dịch không tạo kết tủa với CaCl₂ ở nhiệt độ thường (khác Na₂CO₃).
An toàn và bảo quản NaHCO3
ECHA không có phân loại hài hoà theo CLP cho sodium hydrogencarbonate (EC 205-633-8): mục "phân loại hài hoà" trống, chỉ có 7 thông báo C&L/CLP của doanh nghiệp. Mục ECHA đánh dấu nổi bật (nguồn REACH Joint) chiếm 98,99 % số thông báo, và ghi "Not classified" (không xếp loại) — ECHA cũng không trả về từ cảnh báo nào, nên trang không hiện nhãn GHS. Các nhóm còn lại rất nhỏ: 0,84 % xếp Eye Irrit. 2 (H319 — gây kích ứng mắt nghiêm trọng, GHS07); 0,05 % xếp H332 + STOT SE 3 (H335) + Skin Irrit. 2 (H315) + Eye Dam. 1 (H318); 0,05 % và 0,02 % xếp H335 + H315 + H319. Số liệu áp cho muối khan dạng bột và tinh thể. Đây là phụ gia thực phẩm E500 và là thuốc kháng acid dạ dày, nên nguy cơ không nằm ở tiếp xúc mà ở liều: phản ứng với acid dạ dày sinh khí CO₂, và Wikipedia ghi NaHCO₃ có thể gây nhiễm kiềm (alkalosis) — chính vì tính chất ấy mà nó được dùng trong điều trị ngộ độc aspirin.
Bụi vào mắt: rửa bằng nước sạch nhiều phút, tháo kính áp tròng, còn khó chịu thì đến cơ sở y tế. Dính da: rửa bằng nước. Đổ vãi: quét gom khô rồi lau ướt; lượng nhỏ đổ được xuống cống. Nuốt phải lượng lớn: súc miệng, uống nước và theo dõi vì khí CO₂ làm chướng bụng.
Bảo quản: Lọ hoặc túi kín, nơi khô và mát, xa acid (gặp acid là sủi bọt CO₂) và xa nguồn nhiệt. Theo Wikipedia, giữ ở nhiệt độ phòng trong hộp kín thì NaHCO₃ để được ít nhất hai đến ba năm mà không phân huỷ đáng kể; hộp mở nắp lâu ngày trong bếp ẩm thì không còn đủ hai điều kiện "khô" và "kín" mà nguồn nêu.
Phản ứng tiêu biểu của NaHCO3 (9)
- Nhiệt phân NaHCO₃2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
- NaHCO₃ tác dụng với HClNaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O
- CO₂ dư tác dụng với NaOHNaOH + CO2 NaHCO3
- NaHCO₃ tác dụng với NaOHNaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O
- Nhỏ từ từ HCl vào Na₂CO₃Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl
- Quy trình Solvay sản xuất NaHCO₃NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl
- Làm mềm nước cứng bằng Na₂CO₃Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaHCO3
- Acetic acid tác dụng với NaHCO₃CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + CO2 + H2O
- Sodium phenolate tác dụng với CO₂C6H5ONa + CO2 + H2O C6H5OH + NaHCO3
Tự luyện về NaHCO3
Gom từ bài tập của các phản ứng có sodium hydrogen carbonate và câu hỏi riêng cho chất.
1. Phản ứng 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O thuộc loại
A. oxi hoá – khửB. phân huỷ (nhiệt phân), không phải oxi hoá – khửC. trao đổiD. hoá hợp
Đáp án B. Một chất bị đun nóng tách thành ba chất; Na +1, H +1, C +4, O −2 giữ nguyên ở hai vế.
2. Tổng hệ số (nguyên, tối giản) của phương trình NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O là
A. 4B. 5C. 6D. 7
Đáp án B. Mọi hệ số đều bằng 1: 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 5.
3. Muối thu được khi sục CO₂ dư vào dung dịch NaOH là
A. Na₂CO₃B. NaHCO₃C. Na₂OD. NaOH
Đáp án B. CO₂ dư tạo muối acid NaHCO₃; NaOH dư mới tạo Na₂CO₃.
4. Nung 16,8 g NaHCO₃ (M = 84) đến khối lượng không đổi. Khối lượng chất rắn thu được và thể tích khí CO₂ (điều kiện chuẩn, 24,79 L/mol) lần lượt là
A. 10,6 g và 2,479 LB. 10,6 g và 4,958 LC. 16,8 g và 2,479 LD. 13,2 g và 4,958 L
Đáp án A. n(NaHCO₃) = 16,8 / 84 = 0,2 mol. Theo 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O, cứ 2 mol muối cho 1 mol Na₂CO₃ và 1 mol CO₂: chất rắn là 0,1 × 106 = 10,6 g, khí là 0,1 × 24,79 = 2,479 L. Chú ý số mol CO₂ chỉ bằng một nửa số mol NaHCO₃.
5. Hoà tan NaHCO₃ vào 250 mL nước ở 20 °C, biết độ tan là 9,6 g/100 mL. Khối lượng muối tối đa tan được là
A. 9,6 gB. 19,2 gC. 24,0 gD. 38,4 g
Đáp án C. 100 mL nước hoà tan 9,6 g nên 250 mL hoà tan 250 × 9,6 / 100 = 24,0 g. Thêm muối nữa thì phần dư nằm lại ở đáy cốc; muốn tan hết phải đun nóng (ở 60 °C độ tan lên 16 g/100 mL) nhưng đun thì muối bắt đầu phân huỷ.
6. Có hai lọ mất nhãn đựng dung dịch NaHCO₃ và Na₂CO₃. Cách làm nào sau đây phân biệt được hai lọ ở nhiệt độ thường?
A. Nhỏ dung dịch HCl vào từng lọB. Nhỏ dung dịch CaCl₂ vào từng lọC. Nhúng quỳ tím vào từng lọD. Nhỏ dung dịch NaCl vào từng lọ
Đáp án B. Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl cho kết tủa trắng, còn NaHCO₃ không kết tủa vì Ca(HCO₃)₂ tan. Dùng HCl thì cả hai đều sủi bọt; quỳ tím thì cả hai đều hoá xanh (chỉ khác độ đậm, khó kết luận); NaCl không phản ứng với lọ nào.
Câu hỏi thường gặp về NaHCO3
NaHCO₃ là gì, baking soda dùng để làm gì?
NaHCO₃ (sodium hydrogen carbonate, quen gọi là baking soda hay thuốc muối) là muối acid của carbonic acid: tinh thể trắng, tan vừa phải trong nước (9,6 g/100 mL ở 20 °C), dung dịch có tính base yếu. Nó được dùng làm bột nở trong bánh, thuốc chữa đầy bụng ợ chua, bột chữa cháy loại BC, phụ gia thực phẩm E500, chất chà rửa và khử mùi, và là nguyên liệu để điều chế Na₂CO₃.
Baking soda và soda khác nhau thế nào?
Là hai chất khác nhau: baking soda là NaHCO₃ (muối acid, dung dịch 0,1 M có pH ≈ 8,3, đun là phân huỷ), còn soda là Na₂CO₃ (muối trung hoà, pH ≈ 11,7, bền tới 851 °C mới nóng chảy mà không phân huỷ thành CO₂ ở mức đáng kể). Hai bao hàng dễ lẫn vì cùng màu trắng và cùng mang số E500 — cách phân biệt và chỗ hay nhầm với "bột nở" xem mục Lỗi thường gặp.
NaHCO₃ có độc không?
Không: ECHA không có phân loại hài hoà cho chất này và 98,99 % thông báo doanh nghiệp ghi "Not classified"; nó là phụ gia thực phẩm E500 và là thuốc kháng acid dạ dày quen thuộc. Phải để ý ở chỗ khác: uống nhiều một lúc thì sinh nhiều CO₂ trong dạ dày, và Wikipedia ghi NaHCO₃ có thể gây nhiễm kiềm (alkalosis) — chi tiết ở mục An toàn.
NaHCO₃ là axit hay bazơ?
Không phải acid cũng không phải base: nó là muối, và là muối acid vì gốc HCO₃⁻ vẫn còn một nguyên tử H thay thế được. Wikipedia gọi NaHCO₃ là chất lưỡng tính vì nó phản ứng được với cả acid (NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O) lẫn base (NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O); dung dịch của nó có môi trường base yếu — xem thêm mục Lỗi thường gặp.
NaHCO₃ có tan trong nước không?
Tan, nhưng không nhiều: 9,6 g trong 100 mL nước ở 20 °C, tăng lên 16 g ở 60 °C. Tan kém hơn hẳn Na₂CO₃ (21,5 g/100 mL ở 20 °C) — chênh lệch đó là lí do NaHCO₃ kết tinh trước trong phương pháp Solvay. Trong methanol nó chỉ tan 2,13 % khối lượng ở 22 °C.
Vì sao cho baking soda vào bánh thì bánh nở?
Vì cả hai đường đều sinh khí CO₂ ngay trong khối bột: gặp chất có tính acid (giấm, sữa chua, cream of tartar) thì NaHCO₃ + H⁺ → Na⁺ + CO₂ + H₂O, còn khi nướng thì nhiệt phân 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O. Bọt khí bị bột giữ lại làm ruột bánh xốp. Vì sao thiếu chất acid thì bánh đắng và chỉ nở được một nửa — xem mục Lỗi thường gặp.
NaHCO3 và Na2CO3
| NaHCO3 | Na2CO3 | |
|---|---|---|
| Tên thường gọi | baking soda, thuốc muối, bột nở | soda, soda ash; soda giặt (ngậm 10 nước) |
| Loại muối | acid (còn HCO₃⁻) | trung hoà (không còn H thay thế được) |
| pH dung dịch 0,1 M | ≈ 8,3 | ≈ 11,7 |
| Độ tan ở 20 °C | 9,6 g/100 mL | 21,5 g/100 mL |
| Khối lượng riêng | 2,20 g/cm³ | 2,54 g/cm³ (khan) |
| Khi đun nóng | phân huỷ từ 50 °C, nhanh ở 200 °C: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O | bền, nóng chảy ở 851 °C mà không phân huỷ thành CO₂ ở mức đáng kể |
| Với dung dịch NaOH | NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O | không phản ứng |
| Với dung dịch CaCl₂ | không kết tủa (Ca(HCO₃)₂ tan) | kết tủa trắng CaCO₃ |
| Khoáng vật | nahcolite; có trong trona | natron, thermonatrite, natrite; trona |
| Ứng dụng chính | bột nở, thuốc chữa đầy bụng, bột chữa cháy BC | thuỷ tinh, bột giặt, làm mềm nước |
| Phân loại nguy hiểm (ECHA) | không có phân loại hài hoà; 98,99 % thông báo doanh nghiệp ghi "Not classified" | hài hoà: Eye Irrit. 2 (H319), GHS07 |
Tài liệu tham khảo
- Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 11 Muối (tính tan, muối tác dụng với acid và với base, phản ứng trao đổi).
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 11 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 2 Cân bằng trong dung dịch nước (thuyết acid – base Brønsted – Lowry, môi trường của dung dịch muối, pH).
- Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 24 Nguyên tố nhóm IA (Na₂CO₃ và NaHCO₃: tính chất, độ bền nhiệt, phương pháp Solvay, ứng dụng).
- Wikipedia, "Sodium bicarbonate" (infobox dẫn CRC Handbook — Haynes tr. 4.90, 5.194, 7.23; mục Chemistry, Thermal decomposition, Natural occurrence, Stability and shelf life, Production, Uses: Cooking, Baking powder, Food additive, Pyrotechnics, Fire extinguisher, Medical uses, Personal hygiene), en.wikipedia.org — khối lượng riêng 2,20 g/cm³, phân huỷ thành sodium carbonate từ 50 °C, dần ở 80–100 °C và nhanh ở 200 °C, độ tan 69 / 96 / 165 g/L ở 0 / 20 / 60 °C, 2,13 % khối lượng trong methanol và 0,02 % trong acetone ở 22 °C, pKa 6,34 và 6,351 (carbonic acid), tinh thể đơn tà, chiết suất nα 1,377 / nβ 1,501 / nγ 1,583, khoáng nahcolite và trona (mỏ nahcolite ở Hoa Kỳ, Botswana, Kenya, Uganda, Thổ Nhĩ Kỳ, Mexico; mỏ trona lớn ở Green River, Wyoming), giữ được ít nhất 2–3 năm trong hộp kín ở nhiệt độ phòng, Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃ là cách sản xuất công nghiệp, Na₂CO₃ → Na₂O + CO₂ trên 850 °C, hợp chất lưỡng tính, NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂, NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂, NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O, nhả khí trên 80 °C khi nướng, dùng một mình chỉ giải phóng một nửa lượng CO₂ và để lại Na₂CO₃ gây vị đắng như xà phòng và màu vàng, baking powder chứa khoảng 30 % bicarbonate cùng chất có tính acid, E500, pháo "rắn đen" với sucrose, cơ chế chữa cháy (thu nhiệt, bắt gốc tự do, xà phòng hoá nhẹ với dầu mỡ) và lưu ý không dùng cho chảo chiên ngập dầu, thuốc kháng acid dạ dày, gây nhiễm kiềm nên được dùng khi điều trị ngộ độc aspirin, nước súc miệng và kem đánh răng có tính mài mòn và chống sâu răng.
- Wikipedia, "Solubility table" (bảng S, g/100 mL nước), en.wikipedia.org — NaHCO₃: 7 (0 °C), 8,1 (10 °C), 9,6 (20 °C), 11,1 (30 °C), 12,7 (40 °C), 16 (60 °C); Na₂CO₃: 21,5 (20 °C); Ca(HCO₃)₂: 16,6 (20 °C) (thongSo, bảng so sánh, Lỗi thường gặp).
- Wikipedia, "Sodium carbonate" (infobox; mục Hydrates, Physical properties, Production), en.wikipedia.org — Na₂CO₃ nóng chảy ở 851 °C không phân huỷ, khối lượng riêng 2,54 g/cm³ (khan), pKa của HCO₃⁻ 10,33, khoáng natron / thermonatrite / natrite và trona, ứng dụng thuỷ tinh – bột giặt – làm mềm nước. Hai bài Wikipedia nêu hai mốc sát nhau cho cùng vùng nhiệt độ: infobox "Sodium carbonate" ghi 851 °C là nhiệt độ nóng chảy và nói rõ là nóng chảy không phân huỷ, còn "Sodium bicarbonate" ghi Na₂CO₃ → Na₂O + CO₂ trên 850 °C. Trang giữ cả hai con số và nói rõ mỗi số chỉ việc gì: 851 °C là chỗ soda chảy lỏng, còn mốc trên 850 °C là chỗ soda bắt đầu nhả CO₂ để thành Na₂O — vì thế các chỗ nói "bền tới 851 °C" trên trang đều được ghi kèm "không phân huỷ thành CO₂ ở mức đáng kể" (bảng so sánh; pH 0,1 M ≈ 11,7 của Na₂CO₃ và ≈ 8,3 của NaHCO₃ đều do trang tính từ các pKa, giữ đúng giá trị trang Na₂CO₃ đang dùng).
- ECHA CHEM, C&L Inventory: sodium hydrogencarbonate, EC 205-633-8, chem.echa.europa.eu — không có phân loại hài hoà (0 mục); 7 thông báo C&L/CLP của doanh nghiệp, mục nổi bật (nguồn REACH Joint) chiếm 98,99 % ghi "Not classified" (ECHA không trả về từ cảnh báo), 0,84 % Eye Irrit. 2 (H319, GHS07), 0,05 % H332 + H335 + H315 + H318 (GHS07, GHS05), 0,05 % và 0,02 % H335 + H315 + H319; sodium carbonate, EC 207-838-8, chỉ số 011-005-00-2 — CÓ phân loại hài hoà Eye Irrit. 2 (H319), GHS07, từ cảnh báo "Warning", và 98,8 % thông báo doanh nghiệp cùng phân loại (bảng so sánh).
Cùng nhóm muối
- NaCl – sodium chloride
- Na2SO4 – sodium sulfate
- CaCO3 – calcium carbonate
- Na2CO3 – sodium carbonate
- CuSO4 – copper(II) sulfate
- AgNO3 – silver nitrate
- CaCl2 – calcium chloride
- Fe2(SO4)3 – iron(III) sulfate
Cập nhật: