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

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 để xác định độ mạnh yếu của các axit và bazo.

> Lý thuyết Hóa 11 Chân trời sáng tạo

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: K_A

- K_A chỉ phụ thuộc nhiệt độ, bản chất của axit. Giá trị của K_A càng 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^-...).

  + NH₃ và các amin: C₆H₅NH₂, CH₃NH₂...

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

a) So sánh định tính tính 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)₃ và 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 lượng tính 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 K_B.

- K_B chỉ phụ thuộc bản chất bazơ và nhiệt độ. Giá trị K_B càng 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^-...