Tabla de Contenidos
Một dung dịch axit có thể được định nghĩa đơn giản là dung dịch nước trong đó chất tan là axit. Các dung dịch axit được đặc trưng bởi các tính chất sau cho phép chúng được phân biệt với các dung dịch cơ bản và các dung dịch trung tính:
- Chúng thường có vị đắng, đôi khi cay.
- Chúng là những giải pháp khó chịu.
- Họ vô hiệu hóa các cơ sở.
- Chúng có khả năng hòa tan một số kim loại.
Mặc dù nhiều dung dịch axit có tất cả các đặc điểm này, nhưng những dung dịch khác chỉ có một số ít, điều này khiến nó không phải là một cách thích hợp để xác định dung dịch axit. Để phát triển một khái niệm hóa học rõ ràng về dung dịch axit, trước tiên chúng ta phải hiểu axit là gì từ quan điểm hóa học.
khái niệm về axit
Có ba khái niệm khác nhau về axit và bazơ đã được phát triển trong suốt lịch sử. Đầu tiên là khái niệm về axit và bazơ của Arrhenius, người đã định nghĩa axit là chất có khả năng giải phóng proton (H + ) trong dung dịch; trong khi đó, ông tuyên bố rằng một bazơ là bất kỳ chất nào có khả năng giải phóng các ion hydroxit (OH – ).
Brønsted và Lowry sau đó đã phát triển lý thuyết của riêng họ, sửa đổi khái niệm của Arrhenius về bazơ, nhưng vẫn giữ nguyên lý thuyết về axit. Cuối cùng, khái niệm axit được chấp nhận hiện nay là khả năng của một chất thiếu điện tử để chấp nhận một cặp điện tử từ một bazơ, do đó hình thành một liên kết cộng hóa trị lặn .
Mặc dù khái niệm axit và bazơ của Lewis là rộng nhất và chính xác nhất, nhưng khả năng ứng dụng lớn nhất của nó là khi phân tích tính axit và tính bazơ bên ngoài môi trường nước. Vì theo định nghĩa, dung dịch axit là dung dịch nước của axit, nên khái niệm của Arrhenius hoặc của Brønsted và Lowry sẽ đủ để thiết lập một khái niệm đầy đủ hơn về dung dịch axit.
Cân bằng ion của nước
Độ axit của dung dịch nước được xác định bởi hai yếu tố: axit đóng vai trò là chất tan và nước đóng vai trò là dung môi. Giữa hai, nước đại diện cho phần quan trọng nhất của khái niệm về tính axit và tính cơ bản. Điều này là do thang đo độ axit của chúng tôi, thang đo pH, xuất phát từ sự cân bằng ion của nước, còn được gọi là quá trình tự phân hủy của nước:
Nước là những gì chúng ta coi là một chất trung tính. Từ phép cân bằng hóa học của phản ứng trước, chúng ta biết rằng nước tạo ra cùng một lượng ion hydronium và hydroxit, điều này cho phép chúng ta xác định dung dịch trung tính là dung dịch, giống như nước, có nồng độ tương đương của hai ion này.
Định nghĩa dung dịch axit dựa trên nồng độ tương đối của các ion hydronium và hydroxit
Khi hòa tan một axit đóng góp một lượng lớn ion hydronium vào dung dịch hơn so với các ion đến từ sự phân ly của nước, cân bằng ion của nước bị ảnh hưởng và nó bị dịch chuyển về phía các chất phản ứng, làm giảm nồng độ của các ion hydroxit trong quá trình . Vì lý do này, một giải pháp thu được trong đó có nhiều hydroni hơn hydroxit. Điều này cho phép thiết lập định nghĩa sau:
Theo quan điểm hóa học, dung dịch axit được định nghĩa là bất kỳ dung dịch nước nào chứa nồng độ ion hydroni cao hơn so với ion hydroxit.
Định nghĩa dung dịch axit dựa trên nồng độ của ion hydroni
Hằng số cân bằng từ phương trình trên có thể được sử dụng để xác định nồng độ cân bằng của các ion hydroni và hydroxit cho bất kỳ dung dịch nào. Trong trường hợp nước tinh khiết hoặc bất kỳ dung dịch trung tính nào, vì chúng tôi biết rằng cả hai nồng độ đều bằng nhau, chúng tôi có thể viết rằng:
Khi nồng độ của ion hydroni trong dung dịch tăng lên, nồng độ của ion hydroxit nhất thiết phải giảm để giữ tích số của chúng bằng 10 -14 . Kết hợp thực tế này với định nghĩa trước đó, chúng ta có thể thiết lập một định nghĩa khác thậm chí chính xác hơn chỉ về nồng độ của các ion hydronium:
Dung dịch axit được định nghĩa là bất kỳ dung dịch nước nào có chứa nồng độ ion hydroni lớn hơn 10 -7 mol.
Định nghĩa này hoàn toàn chứa đựng định nghĩa trước đó, bởi vì, nếu nồng độ của các ion hydroni lớn hơn 10 -7 , thì nồng độ của các ion hydroxit nhất thiết phải nhỏ hơn 10 -7 và do đó, nhỏ hơn nồng độ của các ion hydroni.
Định nghĩa dung dịch axit dựa trên thang pH
Cuối cùng, chúng ta có thể xác định khi nào chúng ta đang ở trong dung dịch có tính axit, bazơ hoặc trung tính bằng cách sử dụng thang đo pH làm thước đo độ axit. Độ pH của dung dịch được xác định, đối với một dung dịch lý tưởng, là giá trị âm của logarit cơ số 10 của nồng độ mol của các ion hydroni trong dung dịch, nghĩa là:
Đối với dung dịch trung tính, có nồng độ ion hydronium là 10 -7 , độ pH có giá trị là 7. Ngoài ra, do mang dấu âm nên khi nồng độ ion hydronium tăng, độ pH thực sự giảm. Vì lý do này, đối với các dung dịch axit mà chúng ta đã biết, nồng độ ion hydroni lớn hơn 10 -7 , thì độ pH nhất thiết phải nhỏ hơn 7. Do đó, chúng ta có thể đưa ra định nghĩa thứ tư về dung dịch axit:
Dung dịch axit được định nghĩa là bất kỳ dung dịch nước nào có độ pH nhỏ hơn 7.
Giải pháp cuối cùng này lại là giải pháp ngắn gọn nhất, đơn giản nhất, nhưng lại là giải pháp hoàn toàn bao gồm tất cả các định nghĩa khác mà chúng tôi đã trình bày ở đây. Nếu độ pH nhỏ hơn 7, thì nồng độ hydronium sẽ lớn hơn 10 -7 , điều này ngụ ý rằng sẽ có nồng độ ion hydroni cao hơn so với ion hydroxit.
Người giới thiệu
- thằng khốn nạn. (2020, ngày 2 tháng 5). 7.6: Thang đo pH . Lấy từ https://assolea.org/es/7-6-la-escala-de-ph/
- Nâu, T. (2021). Hóa học: Khoa học Trung tâm (tái bản lần thứ 11). Luân Đôn, Anh: Giáo dục Pearson.
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Hóa học (tái bản lần thứ 10). Thành phố New York, NY: MCGRAW-HILL.
- Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., & Robinson, W. (2019a). 14.1 Axit và bazơ Brønsted-Lowry – Hóa học 2e . Lấy từ https://openstax.org/books/chemology-2e/pages/14-1-bronsted-lowry-acids-and-bases
- pH và pOH . (2020, ngày 30 tháng 10). Văn bản tự do tiếng Tây Ban Nha. Lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1911
