Axit Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Axit

Cùng với muối, bazơ và oxit, axit là một trong những hợp chất hóa học cơ bản mà các em sẽ được học trong môn Hóa từ bậc trung học cơ sở cho đến trung học phổ thông. Vậy axit là gì? Tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit là gì? Axit có những ứng dụng gì trong cuộc sống? Team Marathon Education sẽ giúp các em giải đáp những câu hỏi này qua bài viết dưới đây.

Axit là gì?

Ở bậc THCS, khái niệm về axit có thể hiểu đơn giản như sau: Axit là các hợp chất hóa học mà thành phần phân tử bao gồm sự liên kết của nguyên tử hidro với gốc axit (-Cl, SO₄, NO₃…).

Axit có công thức chung dạng H_xA.

Axit thường có vị chua và có khả năng tan trong nước để tạo ra dung dịch có độ pH nhỏ hơn 7. Axit càng mạnh thì độ pH thấp và ngược lại.

Ở bậc THPT, khái niệm về axit được định nghĩa chuyên sâu hơn: Axit là các phân tử hoặc ion có khả năng nhường proton H+ cho bazơ hoặc có khả năng nhận các cặp electron không chia từ hợp chất bazơ.

Ví dụ về axit: HCl (axit clohidric) , H₂S (axit sunfuhiđric), HBr (axit bromhidric), H₂SO₄ (axit sunfuric), HNO₃ (axit nitric), H₂CO₃ (aхit cacbonic),...

Phân loại axit

Axit có thể được phân loại như sau:

• Dựa trên tính chất hóa học của axit ta có axit mạnh và axit yếu.
• Dựa trên thành phần cấu tạo của axit ta có axit có oxi và axit không có oxi.
• Dựa vào phân loại theo hữu cơ và vô cơ ta có axit vô cơ và axit hữu cơ.

Axit mạnh và Axit yếu

• Axit mạnh: H₂SO₄, HCl, HNO₃…
• Axit yếu: H₂CO₃, H₂S…

Axit có oxi và Axit không có oxi

• Axit có oxi: H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃, HNO₃…
• Axit không có oxi: HCl, HI, HF, H₂S, HBr…

Axit vô cơ và axit hữu cơ

Ngoài 2 cách phân loại trên, trong chương trình hóa THPT, axit còn được phân loại thành loại axit vô cơ và axit hữu cơ.

• Axit vô cơ: HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₂CO₃…
• Axit hữu cơ (các hợp chất có công thức dạng RCOOH): CH₃COOH, HCOOH, CH₃CH₂COOH,…

Cách xác định độ mạnh, yếu của axit

Để xác định độ mạnh yếu của một axit, ta dựa vào tính linh động của nguyên tử hidro trong hợp chất. Nguyên tử hidro càng linh động thì tính axit càng mạnh và ngược lại.

Ta có thể xác định độ mạnh yếu của axit trong từng nhóm cụ thể như sau:

• Đối với các axit có chứa oxi, phi kim của axit càng mạnh thì axit càng mạnh. Ví dụ: HClO₄ > H₂SO₄ > H₃PO₄, HClO₄ > HBrO₄ > HIO₄.
• Đối với các axit chứa cùng một nguyên tố phi kim, axit đó có càng nhiều oxi thì càng mạnh. Ví dụ: HClO₄ > HClO₃ > HClO₂ > HClO.
• Đối với axit của các nguyên tố trong cùng một nhóm A và không chứa oxi thì tính axit giảm dần từ dưới lên. Ví dụ: HI > HBr > HCl > HF.
• Đối với các loại axit hữu cơ (RCOOH), gốc R càng no (gốc R đẩy electron) thì tính axit càng yếu. Ví dụ: HCOOH > CH₃COOH > CH₃CH₂COOH > CH₃CH₂CH₂COOH > n-C₄H₉COOH.

Tính chất hóa học của axit

Axit được cấu thành từ nguyên tử hidro và gốc axit đa dạng nên các hợp chất này sẽ có nhiều tính chất khác nhau. Các tính chất hóa học của axit bao gồm:

Dung dịch axit làm quỳ tím hóa đỏ

Tính chất hóa học đầu tiên của axit là làm quỳ tím hóa đỏ. 

Axit tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước

Hầu hết các axit đều có phản ứng với các bazơ tạo thành muối và nước. Phản ứng này thường được gọi là phản ứng trung hòa.

Phương trình tổng quát về phản ứng giữa axit và bazơ:

Axit + bazơ → Muối + nước

Ví dụ: 

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂+ 2H₂O

>>> Xem thêm: Bazơ Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Bazơ

Axit tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối và nước

Phần lớn các axit đều phản ứng được với oxit bazơ tạo thành muối và nước.

Phản ứng giữa axit và oxit bazơ diễn ra theo phương trình tổng quát:

Axit + oxit bazơ → Muối + nước

Ví dụ:

Na₂O + 2HCl → 2NaCl + H₂

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Axit tác dụng với muối tạo thành muối mới và axit mới

Axit còn tác dụng được với các hợp chất muối tạo thành axit mới và muối mới.

Phương trình tổng quát khi axit tác dụng với muối:

Muối + Axit → Muối mới + Axit mới

Phản ứng chỉ xảy ra khi thỏa mãn các điều kiện sau:

• Muối tham gia phản ứng phải là muối tan.
• Axit ban đầu phải mạnh hơn axit mới tạo thành, nếu 2 axit mạnh bằng nhau thì sản phẩm tạo thành phải có kết tủa.
• Sau phản ứng, sản phẩm phải có ít nhất 1 chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện ly yếu.

Ví dụ: 

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄(r) + 2HCl

K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + H₂O + CO₂ 

(trong đó H₂O và CO₂ được phân hủy từ H₂CO₃)

>>> Xem thêm: Muối Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Muối

Axit tác dụng với kim loại tạo thành muối và khí hidro

Dung dịch axit có khả năng tác dụng với một số kim loại tạo thành muối và giải phóng khí hidro.

Phương trình phản ứng axit tác dụng với kim loại tổng quát:

Axit + Kim loại → Muối + H₂ 

Ví dụ:

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

3H₂SO₄ (dd loãng) + 2Al → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Đối với tính chất hóa học này của axit, các em cần lưu ý 2 điểm dưới đây:

• Axit HCl, H₂SO₄ loãng chỉ phản ứng với kim loại đứng trước nguyên tử H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại.
• Axit HNO₃ và H₂SO₄ đặc có thể tác dụng được với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hidro.

>>> Xem thêm: Khái Quát Về Kim Loại Và Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại

Các ứng dụng của axit trong cuộc sống

Với những tính chất hóa học của axit nêu trên, axit được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực trong cuộc sống bao gồm:

• Axit được sử dụng để loại bỏ gỉ sắt hay những sự ăn mòn khác từ kim loại.
• Các loại axit mạnh được ứng dụng nhiều trong công nghiệp hóa chất, công nghiệp chế biến khoáng sản và sản xuất pin ô tô.
• Axit được dùng làm chất phụ gia trong chế biến và bảo quản thực phẩm, nước uống.
• Axit nitric được dùng để sản xuất phân bón.
• Một số axit được sử dụng làm chất xúc tác trong phản ứng este hóa.
• Axit clohydric được dùng để bơm vào trong tầng đá của giếng dầu với mục đích hòa tan một phần đá (hay còn gọi là “rửa giếng”), từ đó tạo ra các lỗ rỗng lớn hơn, giúp việc khai thác dầu hiệu quả hơn.

Bài tập về tính chất hóa học của Axit

Bài tập 1: Viết các phương trình hóa học của phản ứng điều chế magie sunfat (MgSO₄) từ Mg, MgO, Mg(OH)2 và dung dịch axit sunfuric (H₂SO₄) loãng.

Lời giải:

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑

MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

Mg(OH)₂ + H₂SO₄ → MgSO₄ + 2H₂O

Bài tập 2: Từ những chất CuO, Mg, Al₂O₃, Fe(OH)₃, Fe₂O₃, hãy chọn một chất tác dụng với dung dịch HCl tạo thành các chất thỏa mãn điều kiện:

a. Khí nhẹ hơn không khí và cháy được trong không khí

b. Dung dịch có màu xanh lam

c. Dung dịch có màu vàng nâu

d. Dung dịch không có màu

Lời giải:

a. Khí nhẹ hơn không khí và cháy được trong không khí là khí hidro.

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

b. Dung dịch có màu xanh lam là dung dịch muối đồng (II).

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

c. Dung dịch có màu vàng nâu là dung dịch muối sắt (III).

Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O

hoặc

Fe₂O3 + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

d. Dung dịch không có màu là dung dịch muối nhôm hoặc muối magie.

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

hoặc

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

Bài tập 3: Viết các phương trình phản ứng giữa các chất:

a. magie oxit và axit nitric

b. đồng (II) oxit và axit clohiđric

c. nhôm oxit và axit sunfuric

d. sắt và axit clohiđric

e. kẽm và axit sunfuric loãng

Lời giải:

a. MgO + 2HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + H₂O

b. CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

c. Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO4)₃ + 3H₂O

d. Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

e. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

Bài tập 4: Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50 ml dung dịch HCl. Phản ứng xong thu được 3,36 lít khí (DKTC).

a. Viết phương trình hóa học

b. Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng

c. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng

Lời giải:

\begin{aligned}
& \small \text{a. Phương trình hóa học: } Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2↑
\\
& \small \text{b.}
\\
& \small \text{Số mol mạt sắt tham gia phản ứng: }n_{Fe} = n_{H_2} = \frac{3,36}{22,4} = 0,15 \ mol
\\
& \small \text{Khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng: }m_{Fe} = 0,15.56 = 8,4 \ g
\\
& \small \text{c.}
\\
& \small \text{Số mol dung dịch HCl tham gia phản ứng: }n_{HCl} = 2n_{H_2} = 0,3 \ mol
\\
& \small \text{Nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng: }C_{M_{HCl}} = \frac{n}{V} = \frac{0,3}{0,05} = 6 \ M
\end{aligned}

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Trên đây là những lý thuyết cơ bản về các tính chất hóa học của Axit và những lý thuyết liên quan về khái niệm axit, tính chất vật lý của axit, cách xác định axit mạnh yếu, những ứng dụng của axit trong đời sống. Để học trực tuyến thêm nhiều kiến thức về Toán – Lý – Hóa cấp 3, hãy thường xuyên theo dõi website của Marathon Education các em nhé! Chúc các em luôn học tập tốt và đạt điểm cao trong các kỳ thi!