Blog

Bicarbonate là gì? Tìm hiểu natrium hydrogen carbonate và ứng dụng

Trong hóa học và đời sống, bicarbonate là một thuật ngữ xuất hiện khá phổ biến, đặc biệt khi nhắc đến baking soda, hệ đệm trong cơ thể, xử lý nước hoặc các muối hydrogen carbonate. Một trong những hợp chất quen thuộc nhất thuộc nhóm này là natrium hydrogen carbonate còn được biết đến rộng rãi với tên sodium bicarbonate hay natri bicarbonate.

Vậy bicacbonat là gì, natrium hydrogen carbonate là chất gì, có công thức hóa học ra sao cả được ứng dụng như thế nào? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn.

Bicarbonate là gì?

Bicarbonate là tên gọi thông dụng của ion hydrogen carbonate có công thức

HCO3⁻

Trong tiếng Việt, ion này thường được gọi là

  • Ion bicarbonate
  • Ion hiđrocacbonat
  • Ion hydrogen carbonate

Đây là một anion đa nguyên tử gồm

  • 1 nguyên tử hydrogen
  • 1 nguyên tử carbon
  • 3 nguyên tử oxygen

và mang điện tích tổng cộng là -1.

Do đó khi hỏi bicarbonate là gì thì có thể hiểu ngắn gọn rằng bicarbonate là tên gọi thông dụng của ion HCO3⁻ và của nhóm hợp chất chứa ion này.

bicacbonat

Bicarbonate và hydrogen carbonate có giống nhau không?

Có.

bicacbonat và hydrogen carbonate đều dùng để chỉ ion

HCO3⁻

Trong đó

  • Bicarbonate là tên gọi thông dụng được sử dụng rất phổ biến trong đời sống và tài liệu kỹ thuật.
  • Hydrogen carbonate là tên gọi mang tính hệ thống hơn trong danh pháp hóa học.

Ví dụ

Sodium bicarbonate = sodium hydrogen carbonate

Cả hai đều chỉ hợp chất

NaHCO3

Trong tiếng Việt, chất này thường được gọi là natri bicarbonate hoặc natri hiđrocacbonat.

Natrium hydrogen carbonate là gì?

Natrium hydrogen carbonate là một cách gọi của hợp chất natri hiđrocacbonat đặc biệt thường gặp trong một số ngôn ngữ châu Âu.

Trong tiếng Anh tên phổ biến là

Sodium hydrogen carbonate

hoặc

Sodium bicarbonate

Công thức hóa học

NaHCO3

Tên tiếng Việt

Natri hiđrocacbonat hoặc natri bicarbonate

Trong đời sống, NaHCO3 còn được biết đến với tên quen thuộc là

Baking soda

Tuy nhiên baking soda cần được phân biệt với baking powder vì là hai sản phẩm có thành phần khác nhau.

Cấu tạo của natrium hydrogen carbonate

Natrium hydrogen carbonate là một hợp chất ion gồm

  • Ion Na⁺
  • Ion HCO3⁻

Khi hòa tan trong nước, hợp chất phân li

NaHCO3 → Na⁺ + HCO3⁻

Do tồn tại các ion tự do trong dung dịch, natri bicarbonate có khả năng dẫn điện khi hòa tan trong nước.

Ion bicarbonate HCO3⁻ cũng có thể tham gia nhiều phản ứng axit bazơ khác nhau.

Bicarbonate là axit hay bazơ?

Ion bicarbonate có tính chất khá đặc biệt vì có thể vừa nhận proton vừa nhường proton tùy môi trường.

Vì vậy, HCO3⁻ được xem là một ion có tính lưỡng tính axit bazơ.

Trong môi trường axit

Bicarbonate có thể nhận H⁺

HCO3⁻ + H⁺ → H2CO3

Axit carbonic H2CO3 sau đó có thể phân hủy

H2CO3 → CO2 + H2O

Do đó phản ứng giữa bicarbonate và axit thường giải phóng khí CO2.

Trong môi trường bazơ

Bicarbonate cũng có thể nhường proton

HCO3⁻ + OH⁻ → CO3²⁻ + H2O

Nhờ khả năng này, bicarbonate tham gia vào nhiều hệ cân bằng hóa học.

Tính chất vật lý của natrium hydrogen carbonate

Natrium hydrogen carbonate thường tồn tại dưới dạng bột tinh thể màu trắng.

Một số đặc điểm cơ bản gồm

  • Công thức hóa học NaHCO3
  • Khối lượng mol khoảng 84,01 g/mol
  • Màu sắc trắng
  • Dạng bột hoặc tinh thể nhỏ
  • Không có mùi rõ rệt
  • Tan được trong nước
  • Dung dịch có tính kiềm nhẹ

NaHCO3 là một hợp chất khá ổn định ở điều kiện bảo quản thông thường nhưng có thể bị phân hủy khi gia nhiệt.

Natrium hydrogen carbonate bị nhiệt phân như thế nào?

Khi được đun nóng, natri bicarbonate phân hủy tạo natri carbonate, carbon dioxide và nước.

Phương trình

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

Khả năng giải phóng CO2 này là một trong những nguyên nhân giúp sodium bicarbonate được sử dụng trong sản xuất thực phẩm.

Khí CO2 tạo ra có thể hình thành các bọt khí nhỏ làm khối bột nở và trở nên xốp hơn.

Natrium hydrogen carbonate tác dụng với axit

NaHCO3 phản ứng với nhiều axit tạo khí carbon dioxide.

Ví dụ với hydrochloric acid

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

Hoặc với acetic acid trong giấm

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O

Khi baking soda được trộn với giấm, hiện tượng sủi bọt mạnh chính là do khí CO2 được giải phóng.

Bicarbonate có vai trò gì trong cơ thể?

Ion bicarbonate có vai trò quan trọng trong hệ đệm axit bazơ của cơ thể.

Một trong những hệ đệm chính trong máu là

H2CO3/HCO3⁻

Hệ này liên quan đến sự cân bằng giữa

  • Carbon dioxide
  • Axit carbonic
  • Bicarbonate

Thông qua hoạt động của phổi và thận, cơ thể điều chỉnh các thành phần này góp phần duy trì pH máu trong giới hạn sinh lý phù hợp.

Bicarbonate vì vậy là một thành phần quan trọng trong cân bằng axit bazơ của cơ thể.

Bicarbonate có trong nước tự nhiên không?

Có.

Bicarbonate có thể xuất hiện tự nhiên trong

  • Nước ngầm
  • Nước sông
  • Nước suối
  • Nước khoáng

Khi nước chứa CO2 tiếp xúc với đá carbonate như đá vôi, các phản ứng hóa học có thể tạo ra bicarbonate hòa tan.

Một phản ứng có thể biểu diễn đơn giản

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca²⁺ + 2HCO3⁻

Do đó, bicarbonate thường là một thành phần quan trọng tạo nên độ kiềm của nước.

Bicarbonate và carbonate khác nhau như thế nào?

Bicarbonate và carbonate là hai ion khác nhau.

Bicarbonate

HCO3⁻

Carbonate

CO3²⁻

Điểm khác biệt dễ thấy nhất là bicarbonate còn chứa một nguyên tử hydrogen cả mang điện tích -1 trong khi carbonate không chứa hydrogen và mang điện tích -2.

Hai ion này có thể chuyển hóa qua lại tùy vào pH của môi trường.

Ví dụ

HCO3⁻ + OH⁻ → CO3²⁻ + H2O

Trong môi trường axit hơn, carbonate có thể nhận proton chuyển thành bicarbonate.

Ứng dụng của natrium hydrogen carbonate

Trong thực phẩm

Một ứng dụng nổi tiếng của natrium hydrogen carbonate là làm chất tạo nở.

Khi gặp axit hoặc nhiệt, NaHCO3 giải phóng CO2 giúp bột bánh tạo cấu trúc xốp.

Do đó chất này có thể xuất hiện trong

  • Bánh nướng
  • Bánh quy
  • Một số loại bột trộn
  • Sản phẩm thực phẩm chế biến

Trong xử lý nước

Sodium bicarbonate có thể được sử dụng điều chỉnh độ kiềm với hỗ trợ kiểm soát pH trong một số hệ thống xử lý nước.

Bicarbonate có khả năng đệm giúp giảm biến động pH trong môi trường nước.

Trong phòng thí nghiệm

Natrium hydrogen carbonate được sử dụng trong nhiều phản ứng hóa học nhờ tính kiềm nhẹ.

Một số ứng dụng gồm

  • Điều chỉnh pH
  • Trung hòa axit
  • Chuẩn bị dung dịch đệm
  • Thực hiện các phản ứng tạo CO2

Trong vệ sinh gia dụng

Baking soda còn được sử dụng trong một số mục đích vệ sinh nhờ tính kiềm nhẹ và đặc tính vật lý của bột.

Ví dụ

  • Làm sạch một số bề mặt
  • Hỗ trợ khử mùi
  • Là thành phần trong một số hỗn hợp vệ sinh gia dụng

Tuy nhiên, cần kiểm tra độ tương thích với vật liệu trước khi sử dụng.

Natrium hydrogen carbonate có phải baking soda không?

Có.

Natrium hydrogen carbonate, sodium bicarbonate và baking soda về bản chất đều chỉ NaHCO3.

Tuy nhiên nếu dùng trong thực phẩm cần sử dụng sản phẩm đạt tiêu chuẩn phù hợp cho mục đích thực phẩm.

Không nên sử dụng sản phẩm hóa chất kỹ thuật hoặc công nghiệp để thay thế baking soda thực phẩm.

Baking soda và baking powder có giống nhau không?

Không.

Baking soda chủ yếu là

NaHCO3

Trong khi baking powder thường là hỗn hợp gồm

  • Sodium bicarbonate
  • Một hoặc nhiều thành phần có tính axit
  • Chất mang hoặc chất chống vón

Do đó baking powder có thể tự tạo phản ứng sinh CO2 khi gặp nước và nhiệt trong khi baking soda thường cần thêm nguồn axit thích hợp.

Natrium hydrogen carbonate có tan trong nước không?

Có.

NaHCO3 tan trong nước tạo dung dịch có tính kiềm nhẹ.

Khi hòa tan

NaHCO3 → Na⁺ + HCO3⁻

Độ tan của sodium bicarbonate phụ thuộc vào nhiệt độ và điều kiện dung dịch.

Một số muối bicarbonate thường gặp

Ngoài natrium hydrogen carbonate còn có nhiều hợp chất chứa ion HCO3⁻.

Ví dụ

  • NaHCO3 sodium bicarbonate
  • KHCO3 potassium bicarbonate
  • Ca(HCO3)2 calcium bicarbonate
  • Mg(HCO3)2 magnesium bicarbonate

Một số bicarbonate chỉ bền trong dung dịch cả khó tồn tại dưới dạng chất rắn tinh khiết ở điều kiện thông thường.

Bicarbonate trong nước có liên quan đến độ kiềm không?

Có.

Bicarbonate thường là một trong những thành phần chính tạo nên độ kiềm của nhiều nguồn nước tự nhiên.

Độ kiềm thể hiện khả năng của nước chống lại sự thay đổi pH khi có axit được thêm vào.

Trong nước có pH gần trung tính, HCO3⁻ thường đóng góp đáng kể vào khả năng đệm này.

Vì vậy chỉ tiêu bicarbonate và độ kiềm có ý nghĩa trong

  • Xử lý nước
  • Nuôi trồng thủy sản
  • Nước cấp
  • Hệ thống hồ bơi
  • Một số quy trình công nghiệp

Bicarbonate là gì? Bicarbonate là tên gọi thông dụng của ion hydrogen carbonate có công thức HCO3⁻. Ion này có mặt trong nhiều hợp chất, trong nước tự nhiên và cả các hệ đệm sinh học.

Một trong những hợp chất bicarbonate quen thuộc nhất là natrium hydrogen carbonate có công thức NaHCO3 còn được gọi là sodium bicarbonate, natri hiđrocacbonat hoặc baking soda.