2. Axit
I. Định nghĩa: Axit là hợp chất mà phân tử gồm một hay nhiều nguyên tử hiđro liên kết với gốc axit.
Ví dụ: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4…
Công thức chung: HnA
Với n: hóa trị gốc axit
A: gốc axit
II. Phân loại và tên gọi:
* Theo thành phần:
- Axit không chứa oxi: HCl, HBr, H2S, HCN…
+ Tên gọi: Tên axit = axit + tên phi kim + hiđric
VD: HCl: axit clohiđric
- Axit chứa oxi: HNO3, H2SO4, H2SO3, H2CO3…
+ Tên gọi: Tên axit = axit + tên phi kim
+ • ic (nhiều oxi)
• ơ (ít oxi)
VD: H2SO4: axit sunric; H2SO3: axit sunfurơ
* Theo độ mạnh yếu của oxit
- Axit mạnh: HNO3, HCl, H2SO4, HClO4,..
- Axit trung bình: H3PO4, H2SO3
- Axit yếu: H2S, H2Co3, H2PO4, HCN…
* Theo số nguyên tử liên kết với gốc axit:
- Đơn axit: HCl, HNO3, HCN,…
- Đa axit: H2S, H2SO4, H3PO4,…
III. Tính chất hóa học
1/ Tác dụng với chất chỉ thị màu: dung dịch axit làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
2/ Tác dụng với kim loại
- Axit tác dụng với nhiều kim loại tạo thành muối và giải phóng khí H2:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
- Riêng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nóng tác dụng với kim loại không giải phóng H2:
Cu + 2H2SO4 (đặc) → (đk nhiệt độ) CuSO4 + SO2 + 2H2O
3/ Tác dụng với bazơ: Axit tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
* Phản ứng giữa axit với bazơ là phản ứng trung hòa.
4/ Tác dụng với oxit bazơ: axit tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối và nước.
H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O
5/ Tác dụng với muối: axit tác dụng với muối tạo ra muối mới và axit mới.
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O
IV. Điều chế axit
1/ tác dụng với oxit axit (anhiđric axit) với nước.
SO3 + H2O → H2SO4
2/ Tác dụng của muối với axit
2NaCl (khan) + H2SO4 (đặc) → (đk nhiệt độ) Na2SO4 + 2HCl
3/ Oxi hóa một số đơn chất
I2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl
Cl2 + H2O → HClO + HCl
4/ Tác dụng phi kim với H2
H2 + Cl2 → 2HCl
H2 + S → H2S
V. Một số Axit quan trọng.
a) Axit clohiđric (HCl)
* Lý tính:
- Khí hiđroclorua (HCl) tan trong nước tạo thành dung dịch axit clohiđric
- Dung dịch axit clohiđric (HCl) đậm đặng là dung dịch hiđroclorua có nồng độ ít nhất 37%.
* Hóa tính: Axit clohiđric có những đặc tính chung của axit
- Làm giấy quỳ tím hóa đỏ
- Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Fe, Zn…) tạo muối và giải phóng H2
2HCl + Fe → FeCl2 + H2
- Tác dụng với bazơ và oxit baz tạo muối và nước.
HCl + KOH → KCl + h2O
2HCl + CuO → CuCl2 + H2O
- Tác dụng với muối để tạo thành muối mới + axit mới
HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3
* Điều chế:
- Trong phóng thí nghiệm: cho NaCl rắn tác dụng với H2SO4 đặc:
NaCl + H2SO4 → (đk nhiệt độ) NaHSO4 +HCl
- Trong công nghiệp: cho H2 tác dụng trực tiếp với Cl2
H2 + Cl2 → 2HCl
(Hòa tan khí HCl vào nước được axit HCl)
b) Axit sunfuric (H2SO4)
* Lý tính:
- Chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp 2 lần nước, đậm đặc có nồng độ 98% ứng với khối lượng riêng 1,83 g/ml, không bay hơi ở nhiệt độ thường.
- Axit sunfuric tan nhiều trong nước, khi hòa tan tỏa nhiều nhiệt. Do vậy, kho pha loãng axit H2SO4 phải hết sức cẩn thận, rót từ từ axit vào nước và khuấy đều, tuyết đối không được làm ngược lại.
- Axit H2SO4 đặc hút nước rất mạnh nên được sử dụng trong bình hút ẩm để làm khô các chất khí.
* Hóa tính:
+ Axit sunfuric có tính chất hóa học chung của axit
- Làm đổi màu giấy quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại tạo thành muối và giải phóng H2
Zn + H2SO4 (loãng) → ZnSO4 + h2
- Tác dụng với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối và nước.
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O
H2SO4 + Fe(OH)2 → FeSO4 + 2H2O
- Tác dụng với muối tạo ra muối mới và axit mới.
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
+ Ngoài ra H2SO4 đặc, nóng tác dụng với kim loại không giải phóng khí h2
H2SO4 (đặc nóng+ Kim loại ---> muối (kim loại có hóa trị cao) + SO2 + H2O
Ví dụ: 2Fe + 6H2SO4 (đặc) → (đk nhiệt độ) Fe2(SO4)3 +3SO2 + 6H2O
- Tác dụng được với (C, S, P…)
2H2SO4 (đặc) + C → 2SO2 + CO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 (đặc) → SO2 + 2H2O
- Tác dụng với hợp chất HI, HBr, H2S
H2SO4(đặc) + H2S → SO2 + S + 2H2O
Lưu ý: Al, Fe, Cr, Mn, Be thụ động với H2SO4 đặc, nguội.
* Điều chế:
- Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc.
- Sản xuất lưu huỳnh đioxit (SO2). Đốt quản pirit sắt (FeS2) hoặc S thu được SO2
4FeS2 + 11O2 → (đk nhiệt độ) 2Fe2O3 + 8SO2
S + O2 → (đk nhiệt độ) SO2
- Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3) bằng cách oxi hóa SO2 (xúc tác V2O5, nhiệt độ 250 độ C)
2SO2 + O2 → (xt + nhiệt độ) 2SO3
- Sản xuất axit sunfuric bằng cách cho SO3 tác dụng với nước:
SO3 + H2O → H2SO4