Bảng hóa học của axit. Hoá học
Axit là các hợp chất hóa học có khả năng cho ion hydro (cation) tích điện và cũng có thể nhận hai electron tương tác, dẫn đến sự hình thành liên kết cộng hóa trị.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các axit chính được nghiên cứu ở lớp trung học cơ sở, đồng thời tìm hiểu nhiều sự thật thú vị về các loại axit. Bắt đầu nào.
Axit: các loại
Trong hóa học, có nhiều loại axit khác nhau có những tính chất rất khác nhau. Các nhà hóa học phân biệt axit theo hàm lượng oxy, độ bay hơi, độ hòa tan trong nước, độ bền, độ ổn định và liệu chúng thuộc loại hữu cơ hay vô cơ. các hợp chất hóa học. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét bảng trình bày các axit nổi tiếng nhất. Bảng này sẽ giúp bạn nhớ tên axit và công thức hóa học.
Vì vậy, mọi thứ đều có thể nhìn thấy rõ ràng. Bảng này trình bày nổi tiếng nhất công nghiệp hóa chất axit. Bảng sẽ giúp bạn nhớ tên và công thức nhanh hơn rất nhiều.
Axit hydro sunfua
H 2 S là axit sunfua. Điểm đặc biệt của nó nằm ở chỗ nó cũng là một loại khí. Hydro sunfua hòa tan rất kém trong nước và cũng tương tác với nhiều kim loại. Axit hydro sunfua thuộc nhóm "axit yếu", ví dụ mà chúng tôi sẽ xem xét trong bài viết này.
H 2 S có vị hơi ngọt và mùi trứng thối rất nồng. Trong tự nhiên, nó có thể được tìm thấy ở dạng tự nhiên hoặc khí núi lửa, và nó cũng được giải phóng trong quá trình phân hủy protein.
Tính chất của axit rất đa dạng; ngay cả khi một loại axit không thể thiếu trong công nghiệp thì nó vẫn có thể rất có hại cho sức khỏe con người. Axit này rất độc đối với con người. Khi hít phải một lượng nhỏ hydro sunfua, người bệnh sẽ bị đau đầu, buồn nôn và chóng mặt nghiêm trọng. Nếu một người hít phải một lượng lớn H 2 S, điều này có thể dẫn đến co giật, hôn mê hoặc thậm chí tử vong ngay lập tức.
Axit sunfuric
H 2 SO 4 rất mạnh axit sulfuric mà các em được làm quen trong các bài học hóa học lớp 8. Các axit hóa học như axit sulfuric là tác nhân oxy hóa rất mạnh. H 2 SO 4 đóng vai trò là tác nhân oxy hóa trên nhiều kim loại, cũng như các oxit bazơ.
H 2 SO 4 gây bỏng hóa chất khi tiếp xúc với da hoặc quần áo nhưng không độc hại như hydrogen sulfide.
Axit nitric
Axit mạnh rất quan trọng trong thế giới của chúng ta. Ví dụ về các axit như: HCl, H 2 SO 4, HBr, HNO 3. HNO3 là một axit nitric nổi tiếng. Nó đã được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong nông nghiệp. Nó được sử dụng để làm các loại phân bón khác nhau, trong đồ trang sức, khi in ảnh, trong sản xuất các loại thuốc và thuốc nhuộm, cũng như trong ngành công nghiệp quân sự.
Như là axit hóa học, giống như nitơ, rất có hại cho cơ thể. Hơi HNO3 để lại vết loét, gây viêm cấp tính, kích ứng đường hô hấp.
Axit nito
Axit nitơ thường bị nhầm lẫn với axit nitric, nhưng có sự khác biệt giữa chúng. Thực tế là nó yếu hơn nhiều so với nitơ, nó có những đặc tính và tác dụng hoàn toàn khác đối với cơ thể con người.
HNO 2 có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất.
Acid hydrofluoric
Axit flohydric (hoặc hydro florua) là dung dịch H 2 O với HF. Công thức axit là HF. Axit flohydric được sử dụng rất tích cực trong ngành công nghiệp nhôm. Nó được sử dụng để hòa tan silicat, khắc silicon và thủy tinh silicat.
Hydro florua rất có hại cho cơ thể con người, tùy thuộc vào nồng độ của nó, nó có thể là một chất gây mê nhẹ. Nếu nó tiếp xúc với da, lúc đầu không có thay đổi gì, nhưng sau vài phút, cơn đau nhói và bỏng hóa chất có thể xuất hiện. Axit flohydric rất có hại cho môi trường.
Axit hydrochloric
HCl là hydro clorua và là một axit mạnh. Hydro clorua giữ được tính chất của axit thuộc nhóm axit mạnh. Axit này có vẻ ngoài trong suốt và không màu, nhưng bốc khói trong không khí. Hydro clorua được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp luyện kim và thực phẩm.
Axit này gây bỏng hóa chất, nhưng nếu dính vào mắt thì đặc biệt nguy hiểm.
Axit photphoric
Axit photphoric (H 3 PO 4) là một axit yếu về tính chất. Nhưng ngay cả những axit yếu cũng có thể có những đặc tính của axit mạnh. Ví dụ, H 3 PO 4 được sử dụng trong công nghiệp để phục hồi sắt khỏi rỉ sét. Ngoài ra, axit photphoric (hoặc orthophosphoric) được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp - nhiều loại phân bón khác nhau được làm từ nó.
Tính chất của axit rất giống nhau - hầu hết mỗi loại đều rất có hại cho cơ thể con người, H 3 PO 4 cũng không ngoại lệ. Ví dụ, axit này cũng gây bỏng hóa chất nghiêm trọng, chảy máu cam và sứt mẻ răng.
Axit carbonic
H2CO3 là axit yếu. Nó thu được bằng cách hòa tan CO 2 (carbon dioxide) trong H 2 O (nước). Axit cacbonic được sử dụng trong sinh học và hóa sinh.
Mật độ của các axit khác nhau
Mật độ của axit là nơi quan trọng trong phần lý thuyết và thực tiễn của hóa học. Nhờ kiến thức về mật độ, bạn có thể xác định nồng độ của một loại axit cụ thể, giải các bài toán hóa học tính toán và cộng đúng số lượng axit để hoàn thành phản ứng. Mật độ của bất kỳ axit nào thay đổi tùy thuộc vào nồng độ. Ví dụ, tỷ lệ phần trăm nồng độ càng cao thì mật độ càng cao.
Tính chất chung của axit
Tuyệt đối tất cả các axit đều (nghĩa là chúng bao gồm một số nguyên tố trong bảng tuần hoàn) và chúng nhất thiết phải bao gồm H (hydro) trong thành phần của chúng. Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét những điểm chung:
- Tất cả các axit chứa oxy (trong công thức có mặt O) tạo thành nước khi phân hủy, và cả những axit không có oxy cũng phân hủy thành chất đơn giản(ví dụ: 2HF phân hủy thành F 2 và H 2).
- Axit oxy hóa phản ứng với tất cả các kim loại trong dãy hoạt động kim loại (chỉ những kim loại ở bên trái H).
- Chúng tương tác với nhiều loại muối khác nhau, nhưng chỉ với những muối được tạo thành bởi một axit thậm chí còn yếu hơn.
Theo ý riêng của họ tính chất vật lý axit có sự khác biệt rõ rệt với nhau. Rốt cuộc, chúng có thể có mùi hoặc không, và cũng ở nhiều trạng thái vật lý khác nhau: lỏng, khí và thậm chí là rắn. Axit rắn rất thú vị để nghiên cứu. Ví dụ về các axit như vậy: C 2 H 2 0 4 và H 3 BO 3.
Sự tập trung
Nồng độ là một giá trị xác định thành phần định lượng của bất kỳ dung dịch nào. Ví dụ, các nhà hóa học thường cần xác định lượng axit sulfuric tinh khiết có trong axit loãng H 2 SO 4. Để làm điều này, họ đổ một lượng nhỏ axit loãng vào cốc đo, cân và xác định nồng độ bằng biểu đồ tỷ trọng. Nồng độ của axit có liên quan chặt chẽ với mật độ; thông thường, khi xác định nồng độ, có những vấn đề tính toán mà bạn cần xác định phần trăm axit nguyên chất trong dung dịch.
Phân loại tất cả các axit theo số lượng nguyên tử H trong công thức hóa học của chúng
Một trong những cách phân loại phổ biến nhất là phân chia tất cả các axit thành axit monobasic, dibasic và theo đó là axit tribasic. Ví dụ về axit monobasic: HNO 3 (nitric), HCl (hydrochloric), HF (hydrofluoric) và các loại khác. Các axit này được gọi là monobasic, vì chúng chỉ chứa một nguyên tử H. Có rất nhiều axit như vậy nên không thể nhớ hết từng axit. Bạn chỉ cần nhớ rằng axit được phân loại theo số lượng nguyên tử H trong thành phần của chúng. Axit dibasic được định nghĩa tương tự. Ví dụ: H 2 SO 4 (lưu huỳnh), H 2 S (hydro sunfua), H 2 CO 3 (than) và các loại khác. Tri bazơ: H 3 PO 4 (phốt pho).
Phân loại cơ bản của axit
Một trong những cách phân loại phổ biến nhất của axit là phân chia chúng thành chứa oxy và không chứa oxy. Làm thế nào để nhớ, nếu không biết công thức hóa học của một chất, rằng đó là axit chứa oxy?
Tất cả các axit không có oxy đều không chứa yếu tố quan trọng O là oxy nhưng trong đó có chứa H. Vì vậy, từ “hydro” luôn gắn liền với tên của chúng. HCl là H 2 S - hydro sunfua.
Nhưng bạn cũng có thể viết công thức dựa trên tên của axit chứa axit. Ví dụ: nếu số lượng nguyên tử O trong một chất là 4 hoặc 3, thì hậu tố -n-, cũng như phần cuối -aya-, luôn được thêm vào tên:
- H 2 SO 4 - lưu huỳnh (số nguyên tử - 4);
- H 2 SiO 3 - silicon (số nguyên tử - 3).
Nếu chất có ít hơn ba hoặc ba nguyên tử oxy thì hậu tố -ist- được sử dụng trong tên:
- HNO2 - nitơ;
- H 2 SO 3 - lưu huỳnh.
Thuộc tính chung
Tất cả các axit đều có vị chua và thường hơi kim loại. Nhưng còn có những tính chất tương tự khác mà bây giờ chúng ta sẽ xem xét.
Có những chất được gọi là chất chỉ thị. Các chỉ báo thay đổi màu sắc hoặc màu vẫn giữ nguyên nhưng sắc thái của nó thay đổi. Điều này xảy ra khi các chỉ số bị ảnh hưởng bởi các chất khác, chẳng hạn như axit.
Một ví dụ về sự thay đổi màu sắc là một sản phẩm quen thuộc như trà và axit chanh. Khi chanh được thêm vào trà, trà dần dần bắt đầu có màu sáng rõ rệt. Điều này là do thực tế là chanh có chứa axit xitric.
Có những ví dụ khác. Litmus, trong môi trường trung tính có màu tím, khi thêm của axit clohiđric Chuyển sang màu đỏ.
Khi các lực căng nằm trong dãy lực căng trước khí hiđro thì bọt khí thoát ra - H. Tuy nhiên, nếu một kim loại nằm trong dãy lực căng sau H cho vào ống nghiệm với axit thì sẽ không có phản ứng nào xảy ra và cũng không có khí phát hành. Vì vậy, đồng, bạc, thủy ngân, bạch kim và vàng sẽ không phản ứng với axit.
Trong bài viết này, chúng tôi đã xem xét các axit hóa học nổi tiếng nhất, cũng như các tính chất và sự khác biệt chính của chúng.
Đây là những chất phân ly trong dung dịch tạo thành ion hydro.
Axit được phân loại theo độ mạnh, tính bazơ và sự có mặt hay không có oxy trong axit.
Bằng sức mạnhaxit được chia thành mạnh và yếu. Axit mạnh quan trọng nhất là nitric HNO3, H2SO4 lưu huỳnh và HCl hydrochloric.
Theo sự có mặt của oxy phân biệt các axit có chứa oxy ( HNO3, H3PO4 v.v.) và axit không có oxy ( HCl, H 2 S, HCN, v.v.).
Theo tính cơ bản, I E. Theo số lượng nguyên tử hydro trong phân tử axit có thể được thay thế bằng các nguyên tử kim loại để tạo thành muối, axit được chia thành monobasic (ví dụ, HNO 3, HCl), hai chất bazơ (H 2 S, H 2 SO 4), ba bazơ (H 3 PO 4), v.v.
Tên của axit không có oxy có nguồn gốc từ tên của phi kim loại có thêm đuôi -hydrogen: HCl - axit hydrochloric, H2S e - axit hydroselenic, HN - axit xyanhydric.
Tên của các axit chứa oxy cũng được hình thành từ tên tiếng Nga của nguyên tố tương ứng có thêm từ “axit”. Trong trường hợp này, tên của axit trong đó nguyên tố đó ở trạng thái oxy hóa cao nhất kết thúc bằng “naya” hoặc “ova”, ví dụ: H2SO4 - axit sulfuric, HClO4 - axit pecloric, H3AsO4 - axit asen. Khi mức độ oxy hóa của nguyên tố tạo thành axit giảm, các phần cuối thay đổi theo trình tự sau: “hình trứng” ( HClO3 - axit pecloric), “rắn” ( HClO2 - axit chlorous), “hình trứng” ( H O Cl - axit hypoclorơ). Nếu một nguyên tố tạo thành axit khi chỉ ở hai trạng thái oxy hóa, thì tên của axit tương ứng với trạng thái oxy hóa thấp nhất của nguyên tố đó sẽ nhận được đuôi “iste” ( HNO3 - Axit nitric, HNO2 - axit nito).
Bảng - Các axit quan trọng nhất và muối của chúng
|
Axit |
Tên các muối thường tương ứng |
|
|
Tên |
Công thức |
|
|
Nitơ |
HNO3 |
Nitrat |
|
Nitơ |
HNO2 |
Nitrit |
|
Boric (orthoboric) |
H3BO3 |
Borat (orthoborat) |
|
Hydrobromic |
Bromua |
|
|
Hydroiođua |
Iodua |
|
|
Silicon |
H2SiO3 |
silicat |
|
Mangan |
HMnO4 |
Thuốc tím |
|
chất metaphotphoric |
HPO 3 |
Metaphotphat |
|
Asen |
H3AsO4 |
Arsenat |
|
Asen |
H3AsO3 |
Arsenit |
|
photpho trực giao |
H3PO4 |
Orthophosphate (phốt phát) |
|
Diphosphoric (pyrophosphoric) |
H4P2O7 |
Diphosphate (pyrophosphate) |
|
lưỡng sắc |
H2Cr2O7 |
lưỡng sắc |
|
lưu huỳnh |
H2SO4 |
sunfat |
|
lưu huỳnh |
H2SO3 |
sunfit |
|
Than |
H2CO3 |
cacbonat |
|
Phốt pho |
H3PO3 |
Phốt pho |
|
Hydrofluoric (fluoric) |
Fluoride |
|
|
Hydrochloric (muối) |
clorua |
|
|
clo |
HClO4 |
Perchlorate |
|
Clorua |
HClO3 |
Clorat |
|
hypochlorous |
HClO |
hypoclorit |
|
Trình duyệt Chrome |
H2CrO4 |
Cromat |
|
Hydro xyanua (xyanua) |
Xyanua |
|
Thu được axit
1. Axit không có oxy có thể thu được bằng cách kết hợp trực tiếp các phi kim loại với hydro:
H 2 + Cl 2 → 2HCl,
H 2 + S H 2 S.
2. Axit chứa oxy thường có thể thu được bằng cách kết hợp trực tiếp oxit axit với nước:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4,
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3,
P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3.
3. Có thể thu được cả axit không chứa oxy và axit chứa oxy bằng phản ứng trao đổi giữa muối và axit khác:
BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HBr,
CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS,
CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.
4. Trong một số trường hợp, phản ứng oxi hóa khử có thể được sử dụng để tạo ra axit:
H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4,
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.
Tính chất hóa học của axit
1. Tính chất hóa học đặc trưng nhất của axit là khả năng phản ứng với bazơ (cũng như các oxit bazơ và lưỡng tính) để tạo thành muối, ví dụ:
H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
2HNO 3 + FeO = Fe(NO 3) 2 + H 2 O,
2 HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O.
2. Khả năng tương tác với một số kim loại trong dãy điện áp đến hydro, giải phóng hydro:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H 2,
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2.
3. Với muối, nếu tạo thành muối ít tan hoặc chất dễ bay hơi:
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,
2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2,
2KHCO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SO 2+ 2H 2 O.
Lưu ý rằng các axit đa bazơ phân ly từng bước và độ dễ phân ly ở mỗi bước giảm đi, do đó, đối với axit đa bazơ, thay vì muối trung bình, muối axit thường được hình thành (trong trường hợp dư axit phản ứng):
Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S,
NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O.
4. Trường hợp đặc biệt của tương tác axit-bazơ là phản ứng của axit với chất chỉ thị dẫn đến sự thay đổi màu sắc, từ lâu đã được sử dụng để phát hiện định tính axit trong dung dịch. Vì vậy, quỳ tím chuyển màu trong môi trường axit thành màu đỏ.
5. Khi đun nóng, axit chứa oxy phân hủy thành oxit và nước (tốt nhất là khi có chất khử nước). P 2 O 5 ):
H 2 SO 4 = H 2 O + SO 3,
H2SiO3 = H2O + SiO2.
MV Andryukhova, L.N. Borodina
7. Axit. Muối. Mối quan hệ giữa các loại chất vô cơ
7.1. Axit
Axit là chất điện giải, khi phân ly chỉ có cation hydro H + được tạo thành dưới dạng các ion tích điện dương (chính xác hơn là các ion hydronium H 3 O +).
Một định nghĩa khác: axit là những chất phức tạp bao gồm một nguyên tử hydro và dư lượng axit (Bảng 7.1).
Bảng 7.1
Công thức và tên một số axit, dư lượng axit và muối
| Công thức axit | Tên axit | Dư lượng axit (anion) | Tên muối (trung bình) |
|---|---|---|---|
| HF | Hydrofluoric (fluoric) | F − | Fluoride |
| HCl | Hydrochloric (hydrochloric) | Cl − | clorua |
| HBr | Hydrobromic | Br− | Bromua |
| CHÀO | Hydroiođua | Tôi − | Iodua |
| H2S | Hydro sunfua | S 2− | sunfua |
| H2SO3 | lưu huỳnh | SO 3 2 − | sunfit |
| H2SO4 | lưu huỳnh | SO 4 2 − | sunfat |
| HNO2 | Nitơ | NO2− | Nitrit |
| HNO3 | Nitơ | SỐ 3 − | Nitrat |
| H2SiO3 | Silicon | SiO 3 2 − | silicat |
| HPO 3 | chất metaphotphoric | PO 3 − | Metaphotphat |
| H3PO4 | photpho trực giao | PO 4 3 − | Orthophosphate (phốt phát) |
| H4P2O7 | Pyrophosphoric (biphosphoric) | P 2 O 7 4 − | Pyrophosphate (diphosphate) |
| HMnO4 | Mangan | MnO 4 − | Thuốc tím |
| H2CrO4 | Trình duyệt Chrome | CrO 4 2 − | Cromat |
| H2Cr2O7 | lưỡng sắc | Cr 2 O 7 2 − | Dicromat (bicromat) |
| H2SeO4 | Selen | SeO 4 2 − | Selenat |
| H3BO3 | Bornaya | BO 3 3 − | trực giao |
| HClO | hypochlorous | ClO | hypoclorit |
| HClO2 | clorua | ClO2− | clorit |
| HClO3 | Clorua | ClO3− | Clorat |
| HClO4 | clo | ClO 4 − | Perchlorate |
| H2CO3 | Than | CO 3 3 − | cacbonat |
| CH3COOH | Giấm | CH 3 COO − | Acetate |
| HCOOH | Con kiến | HCOO − | hình thành |
Tại điều kiện bình thường axit có thể là chất rắn (H 3 PO 4, H 3 BO 3, H 2 SiO 3) và chất lỏng (HNO 3, H 2 SO 4, CH 3 COOH). Các axit này có thể tồn tại cả riêng lẻ (dạng 100%) và ở dạng dung dịch loãng và đậm đặc. Ví dụ: H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , CH 3 COOH được biết cả riêng lẻ và trong dung dịch.
Một số axit chỉ được biết đến trong dung dịch. Đó đều là các hydro halogenua (HCl, HBr, HI), hydro sunfua H 2 S, hydro xyanua (hydrocyanic HCN), cacbonic H 2 CO 3, axit sunfuric H 2 SO 3, là các dung dịch khí trong nước. Ví dụ, axit clohiđric là hỗn hợp của HCl và H 2 O, axit cacbonic là hỗn hợp của CO 2 và H 2 O. Rõ ràng dùng thành ngữ “dung dịch axit clohydric” là không chính xác.
Hầu hết các axit đều hòa tan trong nước; axit silicic H 2 SiO 3 không hòa tan. Phần lớn các axit có cấu trúc phân tử. Ví dụ về công thức cấu tạo của axit:
Trong hầu hết các phân tử axit chứa oxy, tất cả các nguyên tử hydro đều liên kết với oxy. Nhưng vẫn có những ngoại lệ:
Axit được phân loại theo một số đặc điểm (Bảng 7.2).
Bảng 7.2
Phân loại axit
| Dấu hiệu phân loại | Loại axit | Ví dụ |
|---|---|---|
| Số lượng ion hydro hình thành khi phân ly hoàn toàn một phân tử axit | Monobase | HCl, HNO3, CH3COOH |
| dibasic | H2SO4, H2S, H2CO3 | |
| bộ lạc | H3PO4, H3AsO4 | |
| Sự có mặt hay vắng mặt của nguyên tử oxy trong phân tử | Chứa oxy (axit hydroxit, oxoaxit) | HNO2, H2SiO3, H2SO4 |
| Không có oxy | HF, H2S, HN | |
| Mức độ phân ly (sức mạnh) | Mạnh (phân ly hoàn toàn, chất điện ly mạnh) | HCl, HBr, HI, H2SO4 (pha loãng), HNO3, HClO3, HClO4, HMnO4, H2Cr2O7 |
| Yếu (phân ly một phần, chất điện ly yếu) | HF, HNO 2, H 2 SO 3, HCOOH, CH 3 COOH, H 2 SiO 3, H 2 S, HCN, H 3 PO 4, H 3 PO 3, HClO, HClO 2, H 2 CO 3, H 3 BO 3, H 2 SO 4 (conc) | |
| tính chất oxy hóa | Chất oxy hóa do ion H+ (axit không oxy hóa có điều kiện) | HCl, HBr, HI, HF, H 2 SO 4 (dil), H 3 PO 4, CH 3 COOH |
| Chất oxy hóa do anion (axit oxy hóa) | HNO 3, HMnO 4, H 2 SO 4 (conc), H 2 Cr 2 O 7 | |
| Chất khử anion | HCl, HBr, HI, H 2 S (không phải HF) | |
| Ổn định nhiệt | Chỉ tồn tại trong dung dịch | H 2 CO 3, H 2 SO 3, HClO, HClO 2 |
| Dễ dàng phân hủy khi đun nóng | H2SO3, HNO3, H2SiO3 | |
| Ổn định nhiệt | H 2 SO 4 (conc), H 3 PO 4 |
Tất cả chung Tính chất hóa học axit được tạo ra bởi sự có mặt trong dung dịch nước của chúng các cation hydro dư H + (H 3 O +).
1. Do dư ion H+, dung dịch axit làm đổi màu quỳ tím và cam metyl thành đỏ (phenolphtalein không đổi màu và không màu). Trong dung dịch axit cacbonic yếu, quỳ tím không có màu đỏ mà có màu hồng; dung dịch trên kết tủa của axit silicic rất yếu không làm thay đổi màu của chất chỉ thị.
2. Axit tương tác với các oxit bazơ, bazơ và hydroxit lưỡng tính, amoni hydrat (xem Chương 6).
Ví dụ 7.1. Để thực hiện phép biến đổi BaO → BaSO 4, bạn có thể sử dụng: a) SO 2; b) H 2 SO 4; c) Na 2 SO 4; d) SO3.
Giải pháp. Việc chuyển đổi có thể được thực hiện bằng cách sử dụng H 2 SO 4:
BaO + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + H 2 O
BaO + SO 3 = BaSO 4
Na 2 SO 4 không phản ứng với BaO và trong phản ứng của BaO với SO 2 bari sulfit được tạo thành:
BaO + SO2 = BaSO 3
Trả lời: 3).
3. Axit phản ứng với amoniac và dung dịch nước của nó tạo thành muối amoni:
HCl + NH 3 = NH 4 Cl - amoni clorua;
H 2 SO 4 + 2NH 3 = (NH 4) 2 SO 4 - amoni sunfat.
4. Axit không oxi hóa phản ứng với các kim loại có bậc hoạt động cao hơn hydro tạo thành muối và giải phóng hydro:
H 2 SO 4 (pha loãng) + Fe = FeSO 4 + H 2
2HCl + Zn = ZnCl2 = H2
Sự tương tác của axit oxy hóa (HNO 3, H 2 SO 4 (conc)) với kim loại rất đặc trưng và được xem xét khi nghiên cứu tính chất hóa học của các nguyên tố và hợp chất của chúng.
5. Axit tương tác với muối. Phản ứng có một số đặc điểm:
a) trong hầu hết các trường hợp, khi tương tác nhiều hơn axit mạnh với muối của axit yếu hơn, muối của axit yếu được tạo thành và axit yếu, hay như người ta nói, axit mạnh hơn sẽ thay thế axit yếu hơn. Chuỗi giảm dần độ mạnh của axit trông như thế này:
Ví dụ về các phản ứng xảy ra:
2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2
H 2 CO 3 + Na 2 SiO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓
2CH 3 COOH + K 2 CO 3 = 2CH 3 COOK + H 2 O + CO 2
3H 2 SO 4 + 2K 3 PO 4 = 3K 2 SO 4 + 2H 3 PO 4
Không tương tác với nhau, ví dụ KCl và H 2 SO 4 (pha loãng), NaNO 3 và H 2 SO 4 (pha loãng), K 2 SO 4 và HCl (HNO 3, HBr, HI), K 3 PO 4 và H 2 CO 3, CH 3 COOK và H 2 CO 3;
b) trong một số trường hợp, axit yếu hơn đẩy lùi axit mạnh hơn khỏi muối:
CuSO 4 + H 2 S = CuS↓ + H 2 SO 4
3AgNO 3 (dil) + H 3 PO 4 = Ag 3 PO 4 ↓ + 3HNO 3.
Những phản ứng như vậy có thể xảy ra khi kết tủa của muối thu được không hòa tan trong axit mạnh loãng thu được (H 2 SO 4 và HNO 3);
c) Trong trường hợp tạo thành kết tủa không tan trong axit mạnh, có thể xảy ra phản ứng giữa axit mạnh và muối tạo bởi axit mạnh khác:
BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HCl
Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
Ví dụ 7.2. Cho biết dòng chứa công thức các chất phản ứng với H 2 SO 4 (pha loãng).
1) Zn, Al 2 O 3, KCl (p-p); 3) NaNO 3 (p-p), Na 2 S, NaF 2) Cu(OH) 2, K 2 CO 3, Ag; 4) Na 2 SO 3, Mg, Zn(OH) 2.
Giải pháp. Tất cả các chất thuộc dãy 4 đều tương tác với H 2 SO 4 (dil):
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2
Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + 2H 2 O
Ở hàng 1) phản ứng với KCl (p-p) không thực hiện được, ở hàng 2) - với Ag, ở hàng 3) - với NaNO 3 (p-p).
Trả lời: 4).
6. Axit sulfuric đậm đặc phản ứng rất đặc biệt với muối. Đây là một axit không bay hơi và ổn định nhiệt, do đó nó thay thế tất cả các axit mạnh khỏi muối rắn (!), vì chúng dễ bay hơi hơn H2SO4 (conc):
KCl (tv) + H 2 SO 4 (kết hợp) KHSO 4 + HCl
2KCl (s) + H 2 SO 4 (conc) K 2 SO 4 + 2HCl
Muối tạo thành bởi axit mạnh (HBr, HI, HCl, HNO 3, HClO 4) chỉ phản ứng được với axit sunfuric đậm đặc và chỉ khi ở trạng thái rắn
Ví dụ 7.3. Axit sulfuric đậm đặc, không giống như axit loãng, phản ứng:
3) KNO3 (ti vi);
Giải pháp. Cả hai axit đều phản ứng với KF, Na 2 CO 3 và Na 3 PO 4, và chỉ H 2 SO 4 (đặc) phản ứng với KNO 3 (rắn).
Trả lời: 3).
Các phương pháp sản xuất axit rất đa dạng.
Axit thiếu oxy nhận được:
- bằng cách hòa tan các khí tương ứng vào nước:
HCl (g) + H 2 O (l) → HCl (p-p)
H 2 S (g) + H 2 O (l) → H 2 S (dung dịch)
- khỏi muối bằng cách dịch chuyển bằng axit mạnh hơn hoặc ít bay hơi hơn:
FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S
KCl (tv) + H 2 SO 4 (conc) = KHSO 4 + HCl
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 SO 3
Axit chứa oxy nhận được:
- giải thể tương ứng oxit axit trong nước, còn mức độ oxy hóa của nguyên tố tạo axit trong oxit và axit vẫn giữ nguyên (trừ NO 2):
N2O5 + H2O = 2HNO3
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
P 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4
- oxi hóa phi kim bằng axit oxi hóa:
S + 6HNO 3 (conc) = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
- bằng cách thay thế một axit mạnh khỏi muối của một axit mạnh khác (nếu kết tủa không tan trong axit tạo thành kết tủa):
Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 (pha loãng) = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
- bằng cách thay thế axit dễ bay hơi khỏi muối của nó bằng axit ít bay hơi hơn.
Với mục đích này, axit sulfuric đậm đặc, không bay hơi, ổn định nhiệt thường được sử dụng:
NaNO 3 (tv) + H 2 SO 4 (kết hợp) NaHSO 4 + HNO 3
KClO 4 (tv) + H 2 SO 4 (kết hợp) KHSO 4 + HClO 4
- Sự thay thế axit yếu hơn khỏi muối của nó bằng axit mạnh hơn:
Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 3CaSO 4 ↓ + 2H 3 PO 4
NaNO2 + HCl = NaCl + HNO2
K 2 SiO 3 + 2HBr = 2KBr + H 2 SiO 3 ↓
Axit- chất điện giải, khi phân ly chỉ có ion H+ được tạo thành từ các ion dương:
HNO 3 ↔ H + + NO 3 - ;
CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .
Tất cả các axit được phân loại thành vô cơ và hữu cơ (cacboxylic), cũng có phân loại (nội bộ) riêng.
Trong điều kiện bình thường, một lượng đáng kể axit vô cơ tồn tại ở trạng thái lỏng, một số tồn tại ở trạng thái rắn (H 3 PO 4, H 3 BO 3).
Axit hữu cơ có tới 3 nguyên tử cacbon là chất lỏng không màu, có tính linh động cao, có mùi hăng đặc trưng; axit có 4-9 nguyên tử cacbon - chất lỏng nhờn có mùi khó chịu và axit có nhiều nguyên tử cacbon là chất rắn không tan trong nước.
Công thức hóa học của axit
Chúng ta hãy xem xét công thức hóa học của axit bằng ví dụ về một số đại diện (cả vô cơ và hữu cơ): axit clohydric - HCl, axit sulfuric - H 2 SO 4, axit photphoric - H 3 PO 4, axit axetic - CH 3 COOH và benzoic axit - C6H5COOH. Công thức hóa học cho thấy thành phần định tính và định lượng của phân tử (có bao nhiêu và nguyên tử nào có trong một hợp chất cụ thể). Sử dụng công thức hóa học, bạn có thể tính được trọng lượng phân tử của axit (Ar(H) = 1 amu, Ar(). Cl) = 35,5 amu, Ar(P) = 31 amu, Ar(O) = 16 amu, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 giờ sáng):
Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);
Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.
Mr(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);
Mr(H 2 SO 4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.
Mr(H 3 PO 4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);
Mr(H 3 PO 4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.
Mr(CH 3 COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(CH 3 COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.
Mr(C 6 H 5 COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(C 6 H 5 COOH) = 7 × 12 + 6 × 1 + 2 × 16 = 84 + 6 + 32 = 122.
Công thức cấu trúc (đồ họa) của axit
Công thức cấu trúc (đồ họa) của một chất rõ ràng hơn. Nó cho thấy các nguyên tử được kết nối với nhau như thế nào trong một phân tử. Hãy cho biết công thức cấu tạo của từng hợp chất trên:
Cơm. 1. Công thức cấu tạo axit hydrochloric.
Cơm. 2. Công thức cấu tạo của axit sunfuric.
Cơm. 3. Công thức cấu tạo của axit photphoric.
Cơm. 4. Công thức cấu tạo của axit axetic.
Cơm. 5. Công thức cấu tạo của axit benzoic.
Công thức ion
Tất cả các axit vô cơ đều là chất điện giải, tức là có khả năng phân ly trong dung dịch nước thành các ion:
HCl ↔ H + + Cl - ;
H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2- ;
H 3 PO 4 ↔ 3H + + PO 4 3- .
Ví dụ về giải quyết vấn đề
VÍ DỤ 1
| Bài tập | Đốt cháy hoàn toàn 6 g chất hữu cơ 8,8 g carbon monoxide (IV) và 3,6 g nước được hình thành. Xác định công thức phân tử của chất cháy nếu biết khối lượng mol của nó là 180 g/mol. |
| Giải pháp | Hãy vẽ sơ đồ phản ứng cháy hợp chất hữu cơ ký hiệu số nguyên tử cacbon, hydro và oxy lần lượt là “x”, “y” và “z”: C x H y O z + O z →CO 2 + H 2 O. Hãy xác định khối lượng của các nguyên tố tạo nên chất này. Giá trị khối lượng nguyên tử tương đối lấy từ Bảng tuần hoàn của D.I. Mendeleev, làm tròn đến số nguyên: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H 2 O)×M(H) = ×M(H); Hãy tính khối lượng mol của khí cacbonic và nước. Như đã biết, khối lượng mol của một phân tử bằng tổng khối lượng nguyên tử tương đối của các nguyên tử tạo nên phân tử đó (M = Mr): M(CO 2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 g/mol; M(H 2 O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 g/mol. m(C) = ×12 = 2,4 g; m(H) = 2 × 3,6 / 18 × 1 = 0,4 g. m(O) = m(C x H y O z) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 = 3,2 g. Hãy xác định công thức hóa học của hợp chất: x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O); x:y:z= 2,4/12:0,4/1:3,2/16; x:y:z= 0,2: 0,4: 0,2 = 1: 2: 1. Điều này có nghĩa là công thức đơn giản nhất của hợp chất CH 2 Oi khối lượng phân tử 30 gam/mol. Để tìm công thức thực sự của một hợp chất hữu cơ, chúng ta tìm tỷ lệ giữa khối lượng mol thực và khối lượng mol thu được: Chất M/M(CH 2 O) = 180/30 = 6. Điều này có nghĩa là chỉ số của các nguyên tử carbon, hydro và oxy phải cao hơn 6 lần, tức là công thức của chất đó là C 6 H 12 O 6. Đây là glucose hoặc fructose. |
| Trả lời | C6H12O6 |
VÍ DỤ 2
| Bài tập | Suy ra công thức đơn giản nhất của một hợp chất trong đó phần khối lượng của phốt pho là 43,66% và phần khối lượng của oxy là 56,34%. |
| Giải pháp | Phần khối lượng nguyên tố X trong phân tử có thành phần HX được tính theo công thức sau: ω(X) = n × Ar(X) / M(HX) × 100%. Chúng ta hãy biểu thị số lượng nguyên tử phốt pho trong phân tử bằng chữ “x” và số lượng nguyên tử oxy bằng chữ “y” Hãy tìm khối lượng nguyên tử tương đối tương ứng của các nguyên tố phốt pho và oxy (giá trị khối lượng nguyên tử tương đối lấy từ Bảng tuần hoàn của D.I. Mendeleev được làm tròn thành số nguyên). Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Chúng tôi chia hàm lượng phần trăm của các nguyên tố thành khối lượng nguyên tử tương ứng. Như vậy ta sẽ tìm được mối liên hệ giữa số lượng nguyên tử trong phân tử của hợp chất: x:y = ω(P)/Ar(P) : ω (O)/Ar(O); x:y = 43,66/31: 56,34/16; x:y: = 1,4: 3,5 = 1: 2,5 = 2: 5. Điều này có nghĩa là công thức đơn giản nhất để kết hợp phốt pho và oxy là P 2 O 5 . Đó là oxit phốt pho (V). |
| Trả lời | P2O5 |
