1.Hidroxit
1.1. Hidroxit là gì?
Trong hóa học, hidroxit là tên gọi phổ biến nhất cho anion nhị nguyên tử OH-, bao gồm một nguyên tử oxy kết hợp với một nguyên tử hydro thông thường phát sinh từ sự điện ly của một base. Phần lớn các hợp chất chưa hidroxit đều thể hiện tính chất của một base.
1. 2. Hidroxit lưỡng tính là gì ?
Chất lưỡng tính:
- Thuyết điện ly: Chất lưỡng tính là chất trong nước có thể phân ly theo cả kiểu axit và kiểu base.
- Thuyết bronsted: Chất lưỡng tính là những chất vừa có khả năng cho ptoton H+ và vừa có khả năng nhận proton H+.
Hidroxit lưỡng tính là hidroxit khi tan vào nước sẽ vừa có thể phân ly như một base những cũng có thể phân ly như một axit .
1.3. Một số hidroxit lưỡng tính
Một số hidroxit lưỡng tính thường gặp đó là: Zn(OH)2, Al(OH)3, Sn(OH)2, Pb(OH)2.
Những hidroxit lưỡng tính thường ít tan trong nước và có lực axit và base yếu.
Ví dụ: Al(OH)3
- Phân ly như một axit: Al (3+ ) + 3 OH-
- Phân ly như một base: Al2O3 ( 3 - ) + 3 H+
1.4. Phân loại chất lưỡng tính
- H2O, oxit và hidroxit lưỡng tính như ZnO, Zn(OH)2, Al2O3, Al(OH)3, Cr2O3, Cr(OH)3...
- Amoniaxxit, muối amoni của axit hữu cơ: R(COOH)x(NH2)y, RCOONH4,...
- Anion gốc axit không mạnh vẫn còn khả năng tách H+ như HCO3-, HS-, HSO3-, H2PO4-, HPO4( 2-).
2. Tính chất của một số hợp chất chứa hidroxit
2.1. Nhôm hidroxit
Nhôm hidroxit Al(OH)3 là hợp chất hóa học được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng khoáng gibbsite. Đây là loại cấu trúc kim loại hidroxit điển hình có các dạng liên kết hydro được tạo nên từ nhiều lớp kép của các nhóm hidroxit với đa phần các ion nhôm chiếm tới 2/3 trong số các lỗ bát diện giữ hai lớp. Chính sự ra đời với nhiều nguồn gốc khác nhau như vậy nên nhôm hydroxit có tính chất lưỡng tính. Vừa mang tính chất của axit vừa mang tính chất của base.
a, Tính chất vật lý
Hợp chất này tồn tại dưới dạng chất rắn, màu trắng, không tan được trong nước.
- Khối lượng mol: 78.00 g/ mol
- Khối lượng riêng: 2.42 g/ cm3
- Nhiệt độ nóng chảy: 300 độ C
- Độ hòa tan: 0.0001 g/100 ml
b, Tính chất hóa học
Hợp chất kém bền với nhiệt, nên khi đun nóng Al(OH)3 sẽ tạo Al2O3
2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O
- Tác dụng với với axit mạnh
Al(OH)3 + 3 HCl → AlCl3 + 3 H20
- Tác dụng với dung dịch có tính kiềm mạnh:
Al(OH)3 + KOH → 4KAlO3 + 2 H2O
Al(OH)3 + KOH → K(Al (OH)4 )
Al(OH)3 + NaOH → 2 H2O + NaAlO2
c, Cách điều chế nhôm hydroxit
Để điều chế nhôm hydroxit, người ta thường cho kết tủa Al ( 3+ ), kết tủa AlO2. Phương trình hóa học điều chế hợp chất này như sau:
- Kết tủa ion Al ( 3+ )
Al ( 3+ ) + 3 OH ( - ) → Al(OH)3
Al ( 3+ ) + 3 NH3 + 3 H20 → Al (OH )3 + 3 NH4 ( + )
3 NaOH + AlCl3 → 3 NaCl + Al( OH )3
- Kết tủa AlO ( 2- )
AlO ( 2- ) + CO2 + H2O → Al(OH)3 + HCO3 ( - )
ALO ( 2- ) + H ( + ) + H2O → Al(OH )3
NaAlO2 + CO2 + 2 H2O → Al(OH)3 + NaHCO3
d, Ứng dụng của nhôm hidroxit
Hợp chất này có tính ứng dụng cao trong đời sống :
- Nguyên liệu để sản xuất các hợp chất nhôm khác
Được dùng trong sản xuất nhôm kim loại polyalumium clorua, nhôm sunfat, nhôm clorua, nhôm kích hoạt, zeolit, natri alimiat, nhôm nitrat.
- Dùng trong một số ngành công nghiệp
Trong một số ngành công nghiệp sản xuất hiệnn nay, hợp chất này được sử dụng trong một ngành công nghiệp, cụ thể:
- Đây là thành phần không thể thiếu trong việc sản xuất gốm xứ
- Hợp chất này kết hợp với silica và các oxit để tạo độ deo, ngăn chặn sự kết tinh để hình thành thủy tinh.
- Trong sản xuất giấy, các gốc hydroxit kết hợp với nhau sẽ giúp cho giấy bền và đẹp hơn, bằng cách cho các hợp chất này cùng với muối ăn vao bột giấy. Nhôm clorua được tạo nên dưới sự ảnh hưởng của phản ứng trao đổi và bị thủy phân mạnh tạo nên hydroxit. Những sợi xenlulozo sẽ được liên kết bền bỉ với nhau nhờ hydroxit. Do đó khi viết sẽ không bị nhòe mực.
- Sử dụng trong ngành công nghiệp nhuộm và dệt
- Sử dụng trong ngành công nghiệp nhựa, sản xuất bao bì, cao su và sơn. Nó được sử dụng tương tự như một chất độn chống cháy cho các ứng dụng polyme. Hợp chất này sẽ bị phân hủy hoàn toàn trong điều kiện nhiệt độ 180 °C. Nó cũng được xem là yếu tố chủ đạo trong việc hấp thụ lượng nhiệt lớn sinh ra trong các quá trình phản ứng.
- Sử dụng trong dược phẩm với mục đích hỗ trợ, điều trị các bệnh về dạ dày, tăng axit, ợ chua hay trào ngược dạ dày...
2.2. Canxi hidroxit
Vôi tôi hay canxi hidroxit Ca(OH)2 trong điều kiện binh thường nó là chất rắn dạng bột màu trắng với điểm nóng chảy của Ca(OH)2 là khoảng 580 °C, chúng không có mùi và rất khó bắt cháy. Bột canxi hidroxit tan ít trong nước, tan nhiều trong dung dịch hữu cơ và vô vơ như Glyxerol, axit nhưng đối với rượu thì lại không thể tan được.
Vôi tôi bao gồm các dạng như:
Vôi sữa: đây là dung dịch Ca(OH)2 chưa lọc, có thể chứa vấn hạt canxi hidroxit rất mịn trong nước.
Nước vôi trong : đây là dung dịch Ca(OH)2 sau khi lọc bỏ cặn rắn sẽ thu được nước Ca(OH)2 trong suốt.
a, Tính chất vật lý
Canxi hidroxit hay còn gọi là vôi tồn tại ở thể rắn có thể không màu hoặc màu trắng, tan một phần trong nước để tạo thành dung dịch nước vôi trong. Trong tự nhiên nó tồn tại một loại khoáng chất là portlandit.
- Nhiệt độ nóng chảy: 580 °C ( 853 K )
- Độ tan trong nước: 0,185 g / cm3
- Tỷ trọng và pha: 2,211 g / cm3, rắn
Khi đem nung canxi hidroxit tới múc nhiệt 512 °C, chúng sẽ bị phân hủy để tạo thành oxit canxi và hơi nước. Thể vẩn của Ca(OH)2 rất mịn, ở trong nước nó màu trắng như sữa, sánh nên được gọi là vôi sữa.
b, Tính chất hóa học
Vôi tôi hay canxi hidroxit là một base tan có công thức phân tuẻ là Ca(OH)2 và khối lượng phân tử là 74,093 g / mol. Nó là dung dịch kiềm của một trong những oxit base mạnh và có tính base trung bình và mạnh.
Ca(OH)2 → Ca ( 2+ ) + 2 OH ( - )
- Làm thay đổi màu sắc của các màu chỉ thị
Nhúng quỳ tìm vào dung dịch Ca(OH)2 sẽ khiến giấy quỳ chuyển sang màu xanh.
Nhỏ Ca(OH)2 vào dung dịch phenolpthalein sẽ khiến chúng từ không màu chuyển sang màu hồng.
- Tác dụng với axit để tạo thành muối với nước
Ca(OH)2 + 2 HNO4 → Ca ( NO3 )2 + 2 H2O
- Tác dụng với oxit axit để tạo thành muối và nước
3 Ca(OH)2 + P2O5 → Ca3(PO4)2 + 3 H20
Muối được tạo ra phụ thuộc vào tỷ lệ oxit axit trong phản ứng
Ví dụ: Với đioxit cacbon CO2
Nếu số mol oxit axit thấp hơn hoặc bằng 1 thì muối tạo thành là muối HCO3
2 CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Nếu số mol oxit axit lớn hơn hoặc bằng 2 thì muối được tạo thành là muối CO3 (2-)
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Nếu số mol oxit axit trong khoảng 1 đến 2 thì muối tạo thành là muối HCO3 ( - ) và CO3 ( 2- )
- Tác dụng với dung dịch muối tạo thành muối mới và base mới
Ca(OH)2 + MgCl2 → Mg(OH)2 + CaCl2
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 → CaCO3 + MgCO3 + 2 H2O
c, Điều chế canxi hidroxit
- Hòa tan canxi vào nước
Ca + H2O → Ca(OH)2
- Sử dụng đất đèn CaS2 ( sản xuất trong công nghiệp ) trộn lẫn với nước với tỷ lệ thích hợp. Sản phẩm được tạo ra là actylen dùng trong hàn các vật liệu kim loại và vôi tôi.
CaS2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2
- Dùng đá vôi canxi cacbomat CaCO3 bỏ vào lò nung lên thành vôi sống canxi oxit CaO
CaCO3 + Q ( nhiệt lượng ) → CaO + CO2
Thả CaO vào nước ta được Ca(OH)2 hay còn được gọi là vôi dùng trong xây dựng để trộn lẫn với cát, xi măng, nước tạo thành hỗn hợp vữa làm chất kết dính.
Cao + H2O → Ca(OH)2
d, Ứng dụng của canxi hidroxit
- Trong nông nghiệp
Được dùng để làm giảm, trung hòa độ pH, giúp khử phèn, khử chua đất trồng, đồng thời nó cũng là thành phần của một số hóa chất nông nghiệp, thuốc trừ sâu hại bệnh hại khác.
Sản xuất các loại thuốc polikar nhằm bảo quản rau, củ , quả tránh nấm mốc, thối nát.
- Trong xây dựng
Là thành phần quan trọng để tạo nên hỗn hợp vữa, chất kết dính của các hàng gạch cũng như trát tường. Sở dĩ nó được dùng vì hỗn hợp vôi và nước khá dèo như hồ, khả năng kết dính rất tốt. Khi để ở ngoài không khí, chúng sẽ bị khô lại, tuy nhiên khá chậm ho hơi nước tồn tại trong không khí.
- Trong công nghiệp
Dùng để trung hòa axit dư thừa trong công nghiệp thuộc da do hàm lượng axit có trong da không hề ít
Trong công nghiệp hóa chất:
- Sản xuất stearat canxi
- Sản xuất canxi clorua nhờ việc cho tác dụng với axit clorua
- Sản xuất canxi cacbonat dùng trong công nghiệp bằng việc cho canxi hidroxit phản ứng với đioxit cacbon
- Sản xuất đồng hidroxit nhờ việc cho tác dụng với CuCl2.
Trong công nghiệp dầu mỏ, vôi tôi được dùng để tạo ta các phụ gia cho dầu thô. Với lọc dầu chúng tạo kết tủa, từ đó có thể loại bỏ những tạp chất, làm sạch dầu để sản xuất ra dầu sạch, nguyên chất.
Trong công nghiệp thực phẩm dùng hóa chất xử lý nước thải từ các nhà máy sản xuất đồ uống như rượu hoặc không chức cồn vì nó làm kết tủa các chất bẩn, đồng thời canxi hidroxit cũng giúp cân bằng độ pH của nước.
Đối với những người Mỹ có nguồn gốc chính là châu Phi nó được dùng để thay thế cho NaOH natri hidroxit dùng trong một vài loại thuốc , hóa chất làm tóc.
Chế tạo clorua vôi dùng để tẩy trắng và khử trùng.
- Trong y học
Ở dạng bột nhão, canxi hidroxit được dùng trong nha khoa, chất chống lại tác nhân gây sâu răng
Là thành phần của một số loại thuốc
Sản xuất một số loại thuốc thúc đẩy quá trình rụng lông.
3 . Bài tập
Bài 1: Hãy viết phương trình điện ly của các chất sau:
a, Các axit yếu: H2S, H2CO3
b, Các loại base mạnh: LiOH, NaOH, Ba(OH)2.
c, Hidroxit lưỡng tính: Sn(OH)2
Bài 2: Viết phương trình điện ly của H3PO4 trong nước
Bài 3: Chất nào sau đây là hidroxit lưỡng tính?
A. Mg(OH)2
B. Zn(OH)2
C. NaOH
D. Fe(OH)2
Câu 4: Hãy chọn các chất là hidroxit lưỡng tính trong các chất dưới đây:
A. Zn(OH)2
B. Al(OH)3, Cr(OH)2
C. Sn(OH)2, Pb(OH)2
D. Cả A, B, C.
Bài 5: Cho dãy ion dưới đây, hãy xác định đâu là dãy có tính chất lưỡng tính
A. Cl-; Na+; NH4+; H20
B.Zno; Al2O3; H20
C. Cl-; Na+
D. NH4+; Cl-; H2O
Hy vọng bài viết trên của Luật Minh Khuê đã cung cấp cho quý bạn đọc những kiến thức hữu ích, xin chân thành cảm ơn.
