Buzz
1. Bazơ là gì?
Bazơ là các hợp chất hóa học bao gồm một nguyên tử kim loại kết hợp với một hoặc nhiều nhóm -OH (hydroxit). Nó cũng có thể được định nghĩa là chất khi hòa tan trong nước tạo ra dung dịch có độ pH lớn hơn 7, đặc trưng cho dung dịch bazơ.
Bazơ thường có công thức tổng quát là X(OH)n. Cụ thể là:
- X là một kim loại trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học. Ngược lại với axit, bazơ là hợp chất của các nguyên tố kim loại, khác hẳn với các hợp chất phi kim.
- n là hóa trị của kim loại này. Vì nhóm -OH có hóa trị 1, số nhóm -OH gắn với một nguyên tử kim loại sẽ tương ứng với hóa trị của kim loại đó.
Một số bazơ không chứa nguyên tố kim loại nhưng vẫn thể hiện đầy đủ tính chất của bazơ (như nhóm -OH), chẳng hạn như amoniac (NH3OH) và bazơ chứa vòng thơm (C6H5OH).
Để gọi tên một bazơ, danh pháp hóa học của bazơ bao gồm: Tên kim loại (kèm hóa trị nếu có nhiều hóa trị) + hydroxit (tên nhóm -OH).
Ví dụ:
Ca(OH)2: Canxi hydroxit
Cu(OH)2: Đồng (II) hydroxit
2. Phân loại các loại bazơ
Bazơ được hình thành từ các kim loại và có những đặc tính vật lý, hóa học khác nhau. Tùy thuộc vào các đặc điểm này, bazơ có thể được phân loại như sau:
Căn cứ vào tính chất hóa học, bazơ có thể được chia thành 2 nhóm:
- Bazơ mạnh như NaOH, KOH
- Bazơ yếu như Fe(OH)3, Al(OH)3
Phân loại bazơ dựa vào khả năng hòa tan trong nước (H2O) được chia thành 2 nhóm:
- Bazơ tan trong nước (dung dịch bazơ là kiềm) như NaOH, KOH
- Bazơ không tan trong nước như Ba(OH)2, Cu(OH)2
Phân loại bazơ dựa trên cấu tạo của chúng:
- Bazơ chứa kim loại như NaOH, Al(OH)3
- Bazơ không chứa kim loại như amoniac (NH3OH), amin có tính bazơ, và hợp chất bazơ chứa vòng thơm như C6H5OH.
3. Tính chất vật lý của bazơ
- Bazơ chủ yếu tồn tại dưới dạng rắn, bột hoặc dung dịch (kiềm hoặc có tính kiềm).
- Bazơ mạnh và có nồng độ cao phản ứng nhanh với axit và có tính ăn mòn đối với chất hữu cơ.
- Bazơ thường tạo cảm giác nhờn hoặc nhớt, ví dụ: NaOH trong xà phòng giặt.
- Bazơ có vị đắng và mùi đặc trưng.
- Dung dịch bazơ hòa tan trong nước thường không có màu, trong khi bazơ không tan thường có màu, ví dụ: kết tủa Ba(OH)2 màu trắng, Cu(OH)2 màu xanh dương.
4. Tính chất hóa học của bazơ
- Phản ứng với chỉ thị màu;
- Dung dịch bazơ làm quỳ tím chuyển sang màu xanh
- Dung dịch bazơ làm phenolphtalein từ không màu chuyển sang đỏ.
- Phản ứng của dung dịch bazơ với oxit axit
Phương trình: Dung dịch bazơ + oxit axit → muối + nước
Ví dụ:
2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
3 Ca(OH)2 + P2O5 → Ca3(PO4)2 kết tủa + 3 H2O
- Bazơ (cả tan lẫn không tan) phản ứng với axit
Phản ứng: Bazơ + axit → muối + nước
Ví dụ:
KOH + HCl → KCl + H2O
Cu(OH)2 + 2 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O
- Dung dịch bazơ phản ứng với nhiều dung dịch muối để tạo ra muối mới và bazơ mới.
Ví dụ:
2 NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2 kết tủa
2 KOH + Ba(NO3)2 → 2 KNO3 + Ba(OH)2 ít tan
- Bazơ (không tan) sẽ bị phân hủy khi đun nóng.
Phản ứng: Bazơ -- (nhiệt độ) --> oxit + nước
Ví dụ:
Cu(OH)2 --(nhiệt độ)--→ CuO + H2O
2Fe(OH)3 --(nhiệt độ)--→ Fe2O3 + 3H2O
Lưu ý: Một số phản ứng chỉ xảy ra với dung dịch bazơ (lỏng, tan trong nước), trong khi các phản ứng khác chỉ xảy ra với bazơ không tan (rắn, không tan trong nước) hoặc xảy ra với cả hai loại bazơ (đã được chỉ rõ trên).
5. Các bazơ quan trọng và ứng dụng của chúng trong đời sống
5.1. NaOH - Natri Hydroxit
- Công thức hóa học: NaOH
- Khối lượng phân tử: 40 đvC
- Tên gọi phổ biến: Xút
a. Đặc điểm vật lý
- Natri hydroxit là một loại rắn không màu, có khả năng hút ẩm cao, dễ hòa tan trong nước và sinh nhiệt.
- Dung dịch NaOH có đặc tính nhờn, có thể làm rách vải và giấy, đồng thời ăn mòn da. Cần thận trọng khi sử dụng NaOH.
b. Tính chất hóa học
Natri hydroxit sở hữu đầy đủ đặc tính của một bazơ hòa tan (kiềm).
- Thay đổi màu của chất chỉ thị: Dung dịch NaOH chuyển quỳ tím sang xanh, và làm cho phenolphtalein từ không màu thành đỏ.
- Khi phản ứng với axit, natri hydroxit tạo ra muối và nước (phản ứng trung hòa).
Ví dụ 1:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O
Ví dụ 2:
2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
(Khi NaOH phản ứng với CO2 hoặc SO2 có thể tạo ra các muối axit NaHCO3 và NaHSO3)
- Phản ứng với dung dịch muối.
Ví dụ: 2 NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2 tạo kết tủa
c. Ứng dụng
- Natri hidroxit được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất, bao gồm:
- Sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa, và bột giặt.
- Chế biến giấy, sản xuất tơ nhân tạo, và trong ngành dầu mỏ.
- Sản xuất nhôm (dùng để làm sạch quặng nhôm trước khi chế biến).
d. Quy trình sản xuất Natri hydroxit
NaOH được sản xuất công nghiệp thông qua phương pháp điện phân dung dịch NaCl bão hòa, với thùng điện phân có màng ngăn giữa cực âm và cực dương.
2 NaCl + 2 H2O --(điện phân qua màng ngăn)--> 2 NaOH + H2 + Cl2
Natri hydroxit được sử dụng phổ biến trong công nghiệp như sản xuất xà phòng, giấy, tơ nhân tạo, tinh dầu thực vật, chế phẩm nhuộm, và còn là thuốc thử thông dụng trong phòng thí nghiệm nhờ vào độ an toàn cao. Hiện tại, NaOH dạng rắn nồng độ 99% và NaOH dạng lỏng nồng độ 20% - 50% là các dạng được sử dụng nhiều nhất.
NaOH và các bazơ hòa tan khác thường được dùng để xử lý nước, đặc biệt là nước hồ bơi, vì bazơ làm tăng nồng độ pH trong nước. Các bazơ này cũng giúp trung hòa và loại bỏ cặn bẩn trong đường ống cấp nước sinh hoạt, được cuốn trôi bởi các gốc khó tan từ muối của bazơ như NaOH và KOH.
NaOH và các bazơ khác rất hữu ích trong quá trình chưng cất dầu mỏ nhờ khả năng điều chỉnh pH của dung dịch khoan, loại bỏ các hợp chất sulfur (gốc =SO4) và các hợp chất axit có trong dầu mỏ.
5.2. Các loại bazơ điển hình khác:
Canxi hydroxit - Ca(OH)2
Canxi hydroxit là một bazơ mạnh với đầy đủ đặc tính hóa học của một bazơ. Trong nông nghiệp, Ca(OH)2 được dùng phổ biến để xử lý nước và cải thiện đất bị chua (axit). Trong công nghiệp, Ca(OH)2 thường được sử dụng trong sản xuất phụ gia dầu thô và xử lý nước trong sản xuất đồ uống như rượu hoặc nước giải khát không cồn.
Kali hydroxit - KOH
Kali hydroxit (hay Potash) xuất hiện dưới dạng tinh thể trắng, có khả năng hút ẩm và hòa tan hoàn toàn trong nước. Đây là một bazơ mạnh tiêu biểu, dễ dàng phản ứng với nước để sinh ra khí CO2 và tạo thành Kali cacbonat (K2CO3).
Dung dịch KOH có khả năng ăn mòn thủy tinh, giấy, vải và da; khi ở dạng chất rắn nung chảy, nó còn có thể ăn mòn sứ và platin.
Đồng (II) hydroxit - Cu(OH)2
Cu(OH)2 là một bazơ dạng rắn có màu xanh nước biển, không hòa tan trong nước nhưng dễ dàng tan trong dung dịch axit, amoniac đậm đặc (NH3), và đặc biệt là trong dung dịch NaOH 40% khi đun nóng.
Trên đây là toàn bộ nội dung về Bazơ: khái niệm, phân loại và tính chất hóa học. Hy vọng bài viết của Mytour đã cung cấp thông tin hữu ích cho các bạn đọc. Cảm ơn sự quan tâm của bạn.
