Cách xác định và phân biệt axit mạnh, axit yếu, bazơ mạnh, bazơ yếu – hoá lớp 11

Ở các lớp học trước các em đã được học về tính chất hoá học của Axit, bazo và muối, các em cũng đã biết được một số axit mạnh như HCl, H2SO4, HNO3 axit yếu như H2S, H2CO3 bazo mạnh là NaOH, KOH,…

Vậy bằng cách nào chúng ta phân biệt và xác định được axit nào mạnh, axit nào yếu, bazo nào mạnh và bazo nào yếu chính là thắc mắc của đa số các em học sinh. Để giải đáp thắc mắc đó, bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu các căn cứ đểxác định độ mạnh yếu của các axit và bazo.

I. Axit là gì? cách phân biệt và xác định Axit mạnh, Axit yếu?

1. Axit là gì?

• Định nghĩa axit:

+ Thuyết điện li: Axit là chất khi tan trong nước phân li ra ion H⁺.

+ Thuyết Bronsted: Axit là những chất có khả năng cho proton (ion H⁺).

• Axit và bazơ theo quan điểm của Bronsted

– Axit gồm:

+ Các axit vô cơ, hữu cơ: HCl, H2SO4, CH3COOH, (COOH)2,…

+ Các kim loại ở dạng hiđrat hóa (trừ các ion Na⁺, K⁺, Ba²⁺và Ca²⁺): Al(H2O)3³⁺, Cu(H2O)2²⁺,…

+ Các ion: H⁺, NH4⁺, H3O⁺, RNH3⁺, HSO4^–,…

2. Cách xác định axit mạnh, axit yếu

a) So sánh định tính tính axit của các axit

– Nguyên tắc chung: Nguyên tử H càng linh động thì tính axit càng mạnh.

– Đối với các axit có oxi của cùng một nguyên tố: càng nhiều O tính axit càng mạnh.

HClO < HClO2< HClO3< HClO4

– Đối với axit của các nguyên tố trong cùng chu kì: nguyên tố trung tâm có tính phi kim càng mạnh thì tính axit của axit càng mạnh (các nguyên tố đều ở mức hóa trị cao nhất).

H3PO4< H2SO4< HClO4

– Đối với axit của các nguyên tố trong cùng một nhóm A thì:

+ Axit không có oxi: tính axit tăng dần từ trên xuống dưới:

HF < HCl < HBr < HI(do bán kính ion X^–tăng)

+ Axit có O: tính axit giảm dần từ trên xuống dưới:

HClO4> HBrO4> HIO4(do độ âm điện của X giảm dần)

– Với các axit hữu cơ RCOOH: (nguyên tử H được coi không có khả năng hút hoặc đẩy e)

+ Nếu gốc R no (đẩy e) làm giảm tính axit. Gốc R no càng nhiều nguyên tử C thì khả năng đẩy e càng mạnh: HCOOH > CH3COOH > CH3CH2COOH > CH3CH2CH2COOH > n-C4H9COOH.

+ Nếu gốc R hút e (không no, thơm hoặc có halogen…) sẽ làm tăng tính axit.

* Xét với gốc R có chứa nguyên tử halogen:

+ Halogen có độ âm điện càng lớn thì tính axit càng mạnh:

CH2FCOOH > CH2ClCOOH > CH2BrCOOH > CH2ICOOH > CH3COOH

+ Gốc R có chứa càng nhiều nguyên tử halogen thì tính axit càng mạnh:

Cl3CCOOH > Cl2CHCOOH > ClCH2COOH > CH3COOH

+ Nguyên tử halogen càng nằm gần nhóm COOH thì tính axit càng mạnh:

CH3CH2CHClCOOH > CH3CHClCH2COOH > CH2ClCH2CH2COOH > CH3CH2CH2COOH

– Với một cặp axit/bazơ liên hợp: tính axit càng mạnh thì bazơ liên hợp của nó càng yếu và ngược lại.

– Với một phản ứng: axit mạnh đẩy được axit yếu khỏi dung dịch muối (trường hợp trừ một số đặc biệt).

b) So sánh định lượng tính axit của các axit

– Với axit HX trong nước có cân bằng:

HX ↔H⁺+ X^–ta có hằng số phân ly axit: KA

– KAchỉ phụ thuộc nhiệt độ, bản chất của axit. Giá trị của KAcàng lớn tính axit của axit càng mạnh.

II. Bazo là gì? Cách phân biệt và xác định Bazơ mạnh, Bazơ yếu?

1.Bazơ là gì?

• Định nghĩa Bazo:

+ Thuyết điện li: Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra ion OH^–.

+ Thuyết Bronsted:Bazơ là những chất có khả năng nhận proton (nhận H⁺).

•Bazơ gồm:

+ Oxit và hiđroxit của kim loại (trừ các oxit và hiđroxit lưỡng tính: Al2O3, Al(OH)3, ZnO, Zn(OH)2…).

+ Các anion gốc axit không mạnh không còn H có thể tách thành ion H⁺(CO3^2-, CH3COO^–, S^2-, SO3^2-, C6H5O^–…).

+ NH3và các amin: C6H5NH2, CH3NH2…

2. Cách phân biệt và xác định Bazơ mạnh, Bazơ yếu?

a) So sánh định tínhtính bazơ của các bazơ

– Nguyên tắc chung: khả năng nhận H⁺càng lớn thì tính bazơ càng mạnh.

– Với oxit, hiđroxit của các kim loại trong cùng một chu kì: tính bazơ giảm dần từ trái sang phải.

NaOH > Mg(OH)2> Al(OH)3và Na2O > MgO > Al2O3

– Với các nguyên tố thuộc cùng một nhóm A: tính bazơ của oxit, hidroxit tăng dần từ trên xuống dưới.

LiOH < NaOH < KOH < RbOH

– Với amin và amoniac:Gốc R đẩy e làm tăng tính bazơ ngược lại gốc R hút e làm giảm tính bazơ.

(C6H5)3N < (C6H5)2NH < C6H5NH2< NH3< CH3NH2< (CH3)2NH

– Trong một phản ứng bazơ mạnh đẩy bazơ yếu khỏi muối.

– Axit càng mạnh thì bazơ liên hợp càng yếu và ngược lại.

b) So sánh định lượngtính bazơ của các bazơ

– Với bazơ B trong nước có phương trình phân ly là:

B + H2O ↔HB + OH^–ta có hằng số phân ly bazơ KB.

– KBchỉ phụ thuộc bản chất bazơ và nhiệt độ. Giá trị KBcàng lớn thì bazơ càng mạnh.

III. Chất lưỡng tính

– Định nghĩa:

+ Thuyết điện li: Chất lưỡng tính là chất trong nước có thể phân li theo cả kiểu axit và kiểu bazơ.

+ Thuyết Bronsted: Chất lưỡng tính là những chất vừa có khả năng cho proton H⁺, vừa có khả năng nhận proton H⁺.

– Chất lưỡng tính gồm:

+ H2O, oxit và hiđroxit lưỡng tính (ZnO, Zn(OH)2, Al2O3, Al(OH)3, Cr2O3, Cr(OH)3…)

+ Aminoaxit, muối amoni của axit hữu cơ (R(COOH)x(NH2)y, RCOONH4…)

+ Anion gốc axit không mạnh vẫn còn khả năng tách H⁺(HCO3^–, HS^–, HSO3^‑, H2PO4^–, HPO4^2-…)

IV.Chất trung tính

– Là những chất không có khả năng cho và nhận proton (H⁺).

– Chất trung tính gồm:

+ Cation của bazơ mạnh: K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Ba²⁺.

+ Anion của axit mạnh không còn H: Cl^–, SO4^2-, Br^–, I^–, NO3^–…

V.Sự kết hợp giữa các ion

– Các dấu hiệu nhận biết axit, bazơ, lưỡng tính, trung tính qua sự kết hợp của các ion như sau:

• Các gốc axit của axit mạnh (Cl^–, NO3^–, SO4^2- ,…) và các gốc bazơ của bazơ mạnh (Na⁺, K⁺, Ba²⁺, Ca²⁺) được xem là trung tính.

•Các gốc axit của axit yếu (ClO^–, NO2^–, SO3^2-,…) được xem là bazơ.

•Các gốc bazơ của bazơ yếu (NH4⁺, Al(H2O)3⁺) và các gốc axit (có H phân ly thành H+) của axit mạnh được xem là axit.

•Các gốc axit (có H phân ly thành H+) của axit yếu: lưỡng tính.

Hy vọng với bài viết về cáchxác định và phân biệt axit mạnh, axit yếu, bazơ mạnh, bazơ yếu và bài tập vận dụng ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để TH Văn Thủy ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt!