Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta sử dụng nhiều hợp chất mà các nhà khoa học gọi là axit. Nước cam hoặc bưởi bạn uống vào bữa sáng có chứa axit citric (còn được gọi là Vitamin C). Khi sữa chuyển sang vị chua, nó có chứa axit lactic. Giấm dùng để trộn salad có chứa axit axetic . Theo đó, một liên kết hóa học được coi là được tạo thành từ sự kết hợp axit-bazơ. Do đó, các tính chất của một phân tử có thể được hiểu bằng cách chia nó thành các mảnh axit và bazơ.
Nguồn gốc của tên gọi
Axit và bazơ là những hóa chất phổ biến tương tác với nhau dẫn đến sự hình thành muối và nước. Từ axit xuất phát từ một từ tiếng Latin ‘acere’ có nghĩa là ‘chua’ .
Định nghĩa axit và bazơ
Axit là bất kỳ chất nào chứa hydro có khả năng tặng một proton (ion hydro) cho một chất khác. Bazơ là phân tử hoặc ion có khả năng nhận ion hiđro từ axit.
Các chất có tính axit thường được xác định bởi vị chua của chúng. Axit về cơ bản là một phân tử có thể tặng ion H + và có thể duy trì trạng thái thuận lợi về mặt năng lượng sau khi mất H + . Axit được biết là chuyển sang màu đỏ quỳ tím.
Mặt khác, các cơ sở được đặc trưng bởi vị đắng và kết cấu trơn. Một bazơ có thể hòa tan trong nước được gọi là kiềm. Khi các chất này phản ứng hóa học với axit, chúng tạo ra muối. Các bazơ được biết là chuyển sang màu xanh quỳ đỏ.
Hóa học định nghĩa axit
Các thuật ngữ axit và bazơ đã được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào cách nhìn cụ thể về các tính chất của tính axit và tính bazơ. Arrhenius lần đầu tiên định nghĩa axit là hợp chất ion hóa để tạo ra ion hydro và bazơ là hợp chất ion hóa để tạo ra ion hydroxit. Theo định nghĩa của Lowry-Bronsted, axit là chất cho proton và bazơ là chất nhận proton.
Theo định nghĩa của Lewis, axit là những phân tử hoặc ion có khả năng phối hợp với các cặp electron không chia sẻ và bazơ là những phân tử hoặc ion có sẵn các cặp electron không chia sẻ để chia sẻ với axit. Để có tính axit theo nghĩa của Lewis, một phân tử phải thiếu điện tử. Đây là khái niệm gốc axit chung nhất. Tất cả các axit Lowery Bronstead đều là axit Lewis, ngoài ra, định nghĩa Lewis còn bao gồm nhiều chất phản ứng khác như bo triflorua, nhôm clorua, v.v.
Lý thuyết về axit và bazơ
Ba lý thuyết khác nhau đã được đưa ra để xác định axit và bazơ. Những lý thuyết này bao gồm lý thuyết Arrhenius, lý thuyết Bronsted-Lowry và lý thuyết về axit và bazơ của Lewis. Một mô tả ngắn gọn về từng lý thuyết này được cung cấp trong tiểu mục này. Axit và bazơ có thể được định nghĩa thông qua ba lý thuyết khác nhau.
- Thuyết axit và bazơ của Arrhenius phát biểu rằng “axit tạo ra ion H + trong dung dịch trong khi bazơ tạo ra ion OH – trong dung dịch của nó”.
- Thuyết Bronsted-Lowry định nghĩa “axit là chất cho proton và bazơ là chất nhận proton”.
- Cuối cùng, định nghĩa của Lewis về axit và bazơ mô tả “axit là chất nhận cặp electron và bazơ là chất cho cặp electron”.
pH của Axit và Bazơ
Để tìm giá trị số của mức độ axit hoặc tính bazơ của một chất, có thể sử dụng thang đo pH (trong đó pH là viết tắt của ‘tiềm năng của hydro’). Thang đo pH là cách phổ biến và đáng tin cậy nhất để đo mức độ axit hoặc bazơ của một chất. Thang đo pH có thể thay đổi từ 0 đến 14 , trong đó 0 là axit nhất và 14 là cơ bản nhất mà một chất có thể có.
Một cách khác để kiểm tra xem một chất có tính axit hay bazơ là sử dụng giấy quỳ tím. Có hai loại giấy quỳ có thể được sử dụng để xác định axit và bazơ – giấy quỳ đỏ và giấy quỳ xanh. Giấy quỳ xanh chuyển sang màu đỏ trong điều kiện axit và giấy quỳ đỏ chuyển sang màu xanh trong điều kiện cơ bản hoặc kiềm.
Tính chất của Axit và Bazơ
1. Tính chất của axit
- Axit có tính chất ăn mòn.
- Chúng là chất dẫn điện tốt.
- Giá trị pH của chúng luôn nhỏ hơn 7.
- Khi phản ứng với kim loại, các chất này tạo ra khí hydro.
- Axit có vị chua.
- Ví dụ: Axit sunfuric [H 2 SO 4 ], Axit clohydric [HCl], Axit axetic [CH 3 COOH].
2. Tính chất của Bazơ
Một số đặc tính, như vị đắng, thuộc sở hữu của tất cả các căn. Các cơ sở cũng cảm thấy trơn trượt. Nằm mơ thấy xà bông trơn đánh đề con gì. Và đây là một nền tảng. Hơn nữa, khi ngâm trong nước, các bazơ dẫn điện vì chúng bao gồm các hạt tích điện trong dung dịch.
- Chúng được tìm thấy có kết cấu xà phòng khi chạm vào.
- Các chất này giải phóng các ion hydroxit (ion OH– ) khi hòa tan trong nước.
- Trong dung dịch nước của chúng, các bazơ đóng vai trò là chất dẫn điện tốt.
- Các giá trị pH tương ứng với bazơ luôn lớn hơn 7.
- Bazơ là những chất có vị đắng, có khả năng làm xanh giấy quỳ tím.
- Ví dụ: Natri hiđroxit [NaOH], sữa magie [Mg(OH) 2 ] , canxi hiđroxit [Ca(OH) 2 ].
3. Chất trung tính
Chất trung tính là chất không có tính axit hay bazơ, có cùng lượng ion hiđro và hiđroxyl, không làm đổi màu bề mặt giấy quỳ.
- Những chất này không hiển thị bất kỳ đặc tính axit hoặc cơ bản nào.
- Giá trị pH của chúng xấp xỉ bằng 7.
- Các chất trung hòa không làm quỳ tím hóa đỏ hoặc làm xanh giấy quỳ tím.
- Độ pH của nước tinh khiết chính xác là 7.
- Ví dụ: Nước, Muối thông thường (NaCl)
Sự khác biệt giữa axit và bazơ
| axit | bazơ |
| Axit tạo ra các ion hydro khi hòa tan trong nước. | Các bazơ tạo ra ion hydroxyl khi hòa tan trong nước. |
| Nó biến giấy quỳ màu xanh thành màu đỏ. | Nó biến giấy quỳ tím thành màu xanh. |
| Nó có vị chua. | Nó có vị đắng và xà phòng khi chạm vào. |
| Giá trị pH của nó nằm trong khoảng từ 1 đến 7. | Giá trị pH của nó nằm trong khoảng từ 7 đến 14. |
| Ví dụ: HCl, H 2 SO 4 v.v. | Ví dụ: NaOH, KOH, v.v. |
Arrhenius Khái niệm về axit và bazơ
- Nhà khoa học Thụy Điển Svante August Arrhenius đã định nghĩa axit là chất làm tăng nồng độ ion H + của nước khi hòa tan trong đó.
- Những proton này tiếp tục tạo thành các ion hydronium (H 3 O + ) bằng cách kết hợp với các phân tử nước.
- Tương tự, định nghĩa của Arrhenius về bazơ nói rằng bazơ là những chất khi hòa tan trong nước sẽ làm tăng nồng độ của ion OH– trong đó.
- Một trong những ưu điểm của thuyết này là đã giải thích thành công phản ứng giữa axit và bazơ tạo ra muối và nước.
- Một hạn chế quan trọng trong các định nghĩa của Arrhenius về axit và bazơ là nó không giải thích được làm thế nào các chất thiếu ion hydroxit tạo thành dung dịch bazơ khi hòa tan trong nước, chẳng hạn như NO 2 – và F – .
Thuyết axit và bazơ của Bronsted Lowry
- Thuyết Bronsted-Lowry định nghĩa axit là chất cho proton.
- Một bazơ được định nghĩa là chất nhận proton (hoặc chất nhận ion H + ) theo lý thuyết này.
- Axit brosted trải qua quá trình phân ly để tạo ra các proton và do đó làm tăng nồng độ của ion H + trong dung dịch.
- Mặt khác, các bazơ Bronsted chấp nhận các proton từ nước (dung môi) để tạo ra các ion hydroxit.
- Một lợi thế của định nghĩa axit và bazơ của Bronsted-Lowry là khả năng giải thích bản chất axit hoặc bazơ của các loại ion.
- Một hạn chế quan trọng của lý thuyết này là nó không giải thích được làm thế nào các hợp chất thiếu hydro thể hiện tính chất axit, chẳng hạn như BF 3 và AlCl 3 .
Axit và bazơ liên hợp
- Theo khái niệm Bronsted-Lowry, axit là chất có thể cho H+ và bazơ là chất có thể nhận H+.
- Axit và bazơ khác nhau bởi proton, được cho là tạo thành cặp axit và bazơ liên hợp.
- Một axit liên hợp được hình thành khi một proton được thêm vào một bazơ và một bazơ liên hợp được hình thành khi một proton bị loại bỏ khỏi một axit.
Ví dụ: Xét phản ứng sau
CH 3 COOH + H 2 O ⇋ CH 3 COO – + H 3 O +
Trong phương trình trên Axit: CH 3 COOH , Bazơ liên hợp : CH 3 COO–
Bazơ: H 2 O , Axit liên hợp: H 3 O +
Lưu ý: Dạng axit liên hợp bằng cách thêm ion H+ vào bazơ, Dạng bazơ liên hợp bằng cách loại bỏ ion H+ khỏi axit.
Khái niệm Lewis về axit và bazơ
- Định nghĩa của Lewis về một axit nói rằng nó là một loại có quỹ đạo trống và do đó, có khả năng chấp nhận một cặp electron.
- Bazơ Lewis là một loại chứa một cặp electron đơn độc và do đó, có thể hoạt động như một chất cho cặp electron.
- Lý thuyết này không liên quan đến nguyên tử hydro trong định nghĩa về axit và bazơ.
- Các axit Lewis có bản chất điện di trong khi các Bazơ Lewis có phẩm chất nucleophilic.
- Ví dụ về axit Lewis: Cu 2+ , BF 3 và Fe 3+ . Ví dụ về bazơ Lewis: F – , NH 3 , và C 2 H 4 (etylen).
- Axit Lewis chấp nhận một cặp electron từ bazơ Lewis, tạo thành liên kết cộng hóa trị phối hợp trong quá trình này. Hợp chất thu được được gọi là chất cộng Lewis.
- Một lợi thế đáng chú ý của khái niệm này là nhiều hợp chất có thể được định nghĩa là axit hoặc bazơ bởi nó. Tuy nhiên, nó cung cấp rất ít cái nhìn sâu sắc về sức mạnh của các axit và bazơ này.
- Một trong những nhược điểm của lý thuyết này là nó không giải thích được các phản ứng axit-bazơ không liên quan đến sự hình thành liên kết cộng hóa trị phối trí.
Công dụng của Axit và Bazơ
Các cách sử dụng khác nhau của axit và bazơ được liệt kê dưới đây.
1. Công dụng của Axit
- Giấm, một dung dịch axit axetic pha loãng , có nhiều ứng dụng trong gia đình. Nó chủ yếu được sử dụng như một chất bảo quản thực phẩm.
- Axit citric là một phần không thể thiếu trong nước chanh và nước cam. Nó cũng có thể được sử dụng trong việc bảo quản thực phẩm.
- Axit axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong pin. Pin dùng để khởi động động cơ ô tô thường chứa axit này.
- Sản xuất công nghiệp thuốc nổ, thuốc nhuộm, sơn và phân bón liên quan đến việc sử dụng axit axit sunfuric và axit nitric.
- Axit photphoric là thành phần chính trong nhiều loại nước giải khát.
2. Công Dụng Bazơ
- Việc sản xuất xà phòng và giấy liên quan đến việc sử dụng natri hydroxit. NaOH cũng được sử dụng trong sản xuất tơ nhân tạo.
- Ca(OH) 2 , còn được gọi là vôi tôi hoặc canxi hydroxit , được sử dụng để sản xuất bột tẩy trắng.
- Hỗn hợp khô được sử dụng trong sơn hoặc trang trí được tạo ra với sự trợ giúp của canxi hydroxit.
- Magiê hydroxit, còn được gọi là sữa magie, thường được sử dụng làm thuốc nhuận tràng. Nó cũng làm giảm bất kỳ lượng axit dư thừa nào trong dạ dày của con người và do đó được sử dụng làm thuốc kháng axit.
- Amoni hydroxit là một thuốc thử rất quan trọng được sử dụng trong phòng thí nghiệm.
- Bất kỳ độ axit dư thừa nào trong đất có thể được trung hòa bằng cách sử dụng vôi tôi.
