Axit là hợp chất phổ biến trong hóa học vô cơ, hiểu được tính chất hóa học của axit sẽ giúp các bạn dễ dàng giải quyết nhiều dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao.

Các loại axit thông dụng

Có 2 loại axit thông dụng là axit hữu cơaxit vô cơ.

Axit vô cơ

Thường được ứng dụng nhiều trong công nghiệp nặng, là chất xúc tác cho nhiều phương trình phản ứng quan trọng. Axit vô cơ được chia thành 2 loại gồm axit vô cơ mạnh và yếu.

Axit vô cơ mạnh: Có thể tác dụng với kim loại hoạt động mạnh trong bảng tuần hoàn hóa học. Các aixt mạnh như:

  • Axit fluoroantimonic có công thức hóa học là H2FSbF6, đây là axit mạnh nhất trên thế giới.
  • Axit sulfuric  – H2SO4.
  • Axit clohydric  – HCl.
  • Axit nitric  – HNO3.
  • Axit cloric  – HClO3.

Axit vô cơ yếu: Chỉ tác dụng với một số kim loại trong bảng hệ thống tuần hoàn và dễ bị phân hủy hay chuyển đổi thành chất khác. Các axit yếu thông dụng gồm:

  • Axit sunfurơ  – H2SO3.
  • Axit hipoclorơ  – HClO.
  • Axit cacbonic  – H2CO3
  • Axit phốtphoric  – H3PO4.

Axit hữu cơ

Là loại hợp chất hưu cơ mà trong phân tử có chứa nhóm COOH. Nó được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống và công nghiệp, khí đốt.

Danh sách các axit hữu cơ thông dụng:

  • Axit axêtic – CH3-COOH (C2H4O2).
  • Axit oxalic  – COOH-COOH (C2H2O4).
  • Axit formic  – H-COOH (CH2O2).
  • Axit benzôic  – C6H5-COOH (C7H6O2).

Tính chất vật lý của axit

Axit có các tính chất vật lý gồm:

  • Axit có vị chua.
  • Tất cả các axit có thể hòa tan trong nước.
  • Dung dịch axit có độ pH nhỏ hơn 7.
  • Dung dịch axit chuyển giấy quỳ xanh (chỉ thị) thành màu đỏ và phenolphtalein không đổi màu.
  • Dung dịch nước của axit là chất điện giải, nghĩa là chúng có thể dẫn điện. Một số axit là chất điện ly mạnh vì chúng ion hóa hoàn toàn trong nước tạo thành ion. Các axit khác là chất điện ly yếu tồn tại chủ yếu ở dạng không ion hóa khi hòa tan trong nước.

Một số chất tồn tại axit mà chúng ta thường sử dụng gồm:

  • Vị chua có trong nước chanh là do axit citric.
  • Giấm có vị chua vì nó chứa axit ethanoic.
  • Sữa chua có chứa axit lactic.

Tính chất hóa học của axit

Axit có 5 tính chất hóa học đặc trưng mà các bạn cần nắm vững gồm:

  • Tác dụng với kim loại để tạo thành muối và giải phóng khí hydro.
  • Tác dụng với bazơ để tạo thành muối và nước.
  • Axit tác dụng với muối để tạo thành axit mới và muối mới.
  • Tác dụng với oxit bazơ để tạo thành muối và nước.
  • Làm thay đổi màu giấy quỳ tím

Axit phản ứng với kim loại

Nhiều axit phản ứng với kim loại để giải phóng khí hydro. Kim loại trong chuỗi điện hóa phản ứng với axit loãng để tạo ra khí hydro.

Công thức tổng quát: Axit + Kim loại → Muối + H2

Một ví dụ về axit phản ứng với kim loại:

Khi một miếng kim loại magiê được đặt vào axit clohydric loãng, nó sẽ hòa tan nhanh chóng và sủi bọt khí không màu, không mùi được tạo, Khí sinh ra là hydro.

  • Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

MgCl là muối được tạo ra từ phản ứng hóa học giữa axit clohydric loãng và magiê.

Tuy nhiên, có một số phản ứng axit và kim loại không tạo ra khí hydro.

  • Khi các kim loại không phản ứng (như đồng hoặc bạc) được thêm vào axit loãng, không có phản ứng tạo khí hydro.
  • Axit nitric đậm đặc phản ứng với các kim loại như đồng nhưng nó không thải ra khí hydro. Thay vào đó, muối nitrat, nước và khí nitơ dioxide được hình thành.
  • Chì hầu như không phản ứng (hoặc phản ứng rất chậm) với axit clohydric loãng và axit sunfuric loãng. Điều này là do một lớp muối không hòa tan, chì (II) clorua hoặc chì (II) sunfat được hình thành từ phản ứng ban đầu giữa chì và axit loãng. Lớp này không hòa tan trong nước và nhanh chóng tạo thành một lớp phủ xung quanh kim loại. Lớp phủ bảo vệ kim loại khỏi phản ứng tiếp theo với axit.

Axit phản ứng với bazơ

Axit phản ứng với bazơ chỉ tạo thành muối và nước.

Công thức tổng quát: Axit + Bazơ →  Muối + Nước.

Ví dụ:

  • NaOH + HCl → NaCl + H20
  • 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
  • HNO3 + NaOH →  NaNO3 + H2O
  • KOH + HCl → KCl + H20
  • H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O

Axit tác dụng với muối

Đây là loại phản ứng trao đổi giúp tạo thành chất mới mà không thay đổi chỉ số oxy hóa khử.

Có 2 dạng phản ứng tổng quát khi axit tác dụng với muốn gồm:

Axit + Muối → Axit (mới) + Muối (mới)

Axit mạnh + Muối tan → Axit mới + Muối (mới)

Điều kiện để phản ứng muối với axit xảy ra:

  • Các chất tạo thành phải có ít nhất một chất kết tủa hoặc chất dễ bay hơi, chất dễ phân huỷ.
  • Chất tạo thành phải là chất yếu hơn so với chất tham gia (điều kiện đối với axít).
  • Muối tham gia phải là muối tan, phải là axit mạnh và muối tạo thành không tan trong axit sinh ra.
  • Axit mới có thể mạnh hơn axit cũ nếu muối mới là: CuS, HgS, Ag2S, PbS.

Ví dụ minh họa:

  • Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 (Lưu ý H2CO3 dễ phân hủy và tạo thành CO2, H2O)
  • BaCl2 + H2SO4 → BaSO4(kết tủa) + 2HCl
  • 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S(kết tủa) + 2HCl.

Axit tác dụng với oxit bazơ để tạo thành muối và nước.

Phương trình tổng quát: Axit +  Oxit Bazơ → Muối + Nước

Lưu ý: oxit bazơ là hợp chất có cấu tạo gồm 1 hay nhiều nguyên tử kim loại kết hợp với 1 hay nhiêu nguyên tử oxi.

Phương trình phản ứng minh họa:

  • BaO + 2H2SO4 → BaSO4 + H2O
  • Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2
  • FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O

Làm thay đổi màu giấy quỳ tím

Để xác định được một dung dịch bất kỳ có tính chất gì, chỉ cần bỏ một mẫu giấy quỳ tím vào dung dịch đó.

  • Nếu giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ thì dung dụng đó có tính axit.
  • Nếu giấy quỳ chuyển sang màu xanh thì dung dịch này là bazơ

Hoặc nếu cho một ít dung dịch vào phenolphtalein nếu dung dịch trên không đổi màu thì đó là axit.

Cách điều chế Axit

Có hai cách chung để điều chế axit:

  • Hòa tan một oxit phi kim loại trong nước.
  • Đun nóng muối của axit dễ bay hơi bằng axit sunfuric đậm đặc.

Hòa tan oxit phi kim loại trong nước

Các oxit phi kim loại hòa tan trong nước sẽ tạo thành dung dịch axit. Mình sẽ minh họa các ví dụ giúp các bạn dễ hiểu hơn.

Carbon dioxide (oxit của carbon) hòa tan trong nước tạo thành axit carbonic.

  • CO2 + H2O  -> H2CO3

Sulfur dioxide (oxit của lưu huỳnh) hòa tan trong nước tạo thành axit sunfurous.

  • SO2 + H2O -> H2SO3

Lưu huỳnh trioxide (oxit của lưu huỳnh hòa tan trong nước tạo thành axit sunfuric.

  • SO3 + H2O -> H2SO4

Nitrogen dioxide (oxit của nitơ) hòa tan trong nước tạo thành axit nitrơ và axit nitric.

  • 2NO2 + H2O -> HNO2 + HNO3

Photpho (V) oxit (oxit của phốt pho) hòa tan trong nước tạo thành axit photphoric.

  • P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4

Làm nóng muối của axit dễ bay hơi

Khi muối natri hoặc kali của axit dễ bay hơi được làm nóng bằng axit sunfuric đậm đặc, axit dễ bay hơi bị loại bỏ.

Các axit sau đó có thể được ngưng tụ hoặc hòa tan trong nước. Các axit dễ bay hơi như axit hydrochloric được điều chế bằng cách đun nóng natri clorua với axit sunfuric đậm đặc.

  • NaCl +H2SO4 -> NaHSO4 + HCl

Axit nitric được điều chế bằng cách đun nóng natri nitrat với axit sunfuric đậm đặc.

  • NaNO3 + H2SO4 -> NaHSO4 + HNO3

Bài tập ví dụ về tính chất của axit

Mình sẽ đưa ra một vài bài tập trắc nghiệm về axit, các bạn tham khảo nha.

Bài tập 1: Khẳng định nào sau đây là sai đối với H2SO3 ?

a) Nó được tạo ra bởi phản ứng của khí SO2 với nước.

b) Nó có thể tạo thành hai loại muối.

c) 1 mol H2SO3 phản ứng với 1 mol NaOH để trung hòa và tạo thành muối.

Đáp án

Đáp án đúng là câu a, axit H2SO được tạo ra từ phương trình sau:

  • SO2 + H2O → H2SO3

Bài tập 2: HX và HY có thể tích và nồng độ mol bằng nhau dưới cùng nhiệt độ. Phần trăm ion hóa của HX lớn hơn HY. Những phát biểu nào sau đây đúng khi HX lớn hơn HY.

a) Số mol axit hòa tan.

b) Nồng độ mol của H+ Ion.

c) Tinh dân điện

Đáp án:

Câu a) Dung dịch có thể tích và nồng độ bằng nhau, nên số mol axit hòa tan cũng bằng nhau. Vì vậy đáp án a là sai

Câu b) HX và HY có nồng độ mol bằng nhau và HX có tỷ lệ ion hóa lớn hơn; nồng độ ion H+ trong dung dịch HX lớn hơn HY. Vậy đáp án b là đúng.

Câu c) HX có tỷ lệ ion hóa lớn hơn, do đó nó có lượng ion lớn hơn trong cùng một lượng dung dịch với HY. Độ dẫn điện tỷ lệ thuận với nồng độ ion của dung dịch. HX có độ dẫn điện lớn hơn HY. Đáp án c là đúng.

Trên đây là những tính chất hóa học của axit mà bạn nên biết để viết được nhiều loại phương trình hóa học khác nhau.