Axit là gì? Axit là một loại hợp chất hóa học quan trọng và có ảnh hưởng lớn đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Các ứng dụng của axit rất đa dạng trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất đến nông nghiệp, y tế và khoa học kỹ thuật.

Hãy cùng HCleaner khám phá để hiểu rõ hơn về loại hợp chất hóa học này và tầm quan trọng của nó đối với cuộc sống của chúng ta.

Axit là gì?

“Axit” được định nghĩa là một loại hợp chất hóa học có khả năng tạo ra ion H+ (hyđro) khi tan trong nước. Chúng thường có vị chua và có thể ăn mòn các chất khác để tạo ra các dung dịch có độ pH < 7. Độ pH càng lớn thì tính axit càng yếu và ngược lại, độ pH càng nhỏ thì tính axit càng mạnh.

Axit có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, trong đời sống hàng ngày và trong lĩnh vực khoa học và kỹ thuật.

Ví dụ: axit sulfuric (H2SO4), axit nitric (HNO3), axit clohidric (HCl) và axit axetic (CH3COOH).

hình ảnhThang đo pH

Có những loại Axit nào? Phân loại chúng ra sao.

Có nhiều loại axit khác nhau, và chúng có thể được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Dưới đây là một số phân loại chính của chúng:

Phân loại theo độ mạnh, yếu:

Axit mạnh là những axit có khả năng tạo ra nhiều ion H+ khi tan trong nước, trong khi đó, axit yếu chỉ tạo ra một số ít ion H+.


Ví dụ:

  • Axit mạnh: H2SO4, HNO3, HCl…
  • Axit yếu: H2SO3, H2S…

Phân loại theo số lượng nguyên tử hydro trong phân tử: axit đơn, axit hai hoặc nhiều hơn.

Axit đơn chỉ có một nguyên tử hydro trong phân tử, ví dụ như axit clohidric (HCl). Acid hai hoặc nhiều hơn có hai hoặc nhiều hơn một nguyên tử hydro trong phân tử.

Ví dụ: axit sulfuric (H2SO4) hoặc axit citric (C6H8O7).

Phân loại theo cấu trúc hóa học:

Axit vòng: Là những axit có vòng benzen trong phân tử


Ví dụ: axit benzoic (C6H5COOH)…

Axit no: Là những axit chỉ chứa các nguyên tố hóa học của nhóm 14 đến nhóm 17 trong bảng tuần hoàn. Ví dụ: axit nitric (HNO3)…

Axit hữu cơ: Là những axit chứa các nguyên tố cacbon và hydro trong phân tử.


Ví dụ: axit axetic (CH3COOH)…

Phân loại theo ứng dụng:

Axit có sử dụng trong sản xuất hóa chất, trong y tế, trong nông nghiệp, trong thực phẩm và đồ uống và trong các ngành công nghiệp khác.

Phân loại theo nhóm chất: Axit vô cơ và Axit hữu cơ

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

Tuy nhiên, cách phân loại axit có thể khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng hoặc tiêu chí của người phân loại.

hình ảnhNồng độ pH trong tự nhiên

Tính chất hóa học của axit

  • Tác dụng với kim loại: Axit có tính chất tác dụng với kim loại để tạo muối và khí hydrogen. Axit mạnh thường tác dụng mạnh với kim loại, trong khi axit yếu thường tác dụng yếu hoặc không tác dụng với các kim loại nhẹ.
  • Tác dụng với chất kiềm: Axit có tính chất tác dụng với chất kiềm để tạo ra muối và nước. Quá trình này được gọi là trung hòa axit-bazo.
  • Tác dụng với este: Axit có khả năng tác dụng với este để tạo ra cồn và muối axit. Quá trình này được gọi là saponification.
  • Tác dụng với protein: Một số loại axit có khả năng tác dụng với protein, gây ra quá trình đông tụ protein và ảnh hưởng đến cấu trúc và hoạt tính của chúng.
  • Tác dụng oxi hóa: Một số loại axit có tính chất oxi hóa, gây ra quá trình oxy hóa và thay đổi tính chất hóa học của các chất khác.
  • Tác dụng với ion: Axit có khả năng tác dụng với ion để tạo ra các muối axit. Quá trình này được gọi là trung hòa axit-ion.
  • Tác dụng với nhiều chất hữu cơ: Axit có khả năng tác dụng với nhiều loại chất hữu cơ, như đường, amino axit, và các chất trung gian trong quá trình trao đổi chất của cơ thể.

Tính chất vật lý của axit

Axit là một loại chất lỏng, khí hoặc rắn, có mùi hắc, vị chua, có tính ăn mòn và có khả năng tác dụng với các chất kiềm và kim loại để tạo ra muối và khí hydrogen. Các tính chất vật lý bao gồm:

  • Điểm nóng chảy và điểm sôi: Các axit có điểm nóng chảy và điểm sôi khác nhau tùy thuộc vào tính chất của từng loại axit.
  • Tính tan trong nước: Chúng có độ tan trong nước khác nhau, tùy thuộc vào độ mạnh, yếu của axit đó. Axit mạnh thường tan hoàn toàn trong nước, trong khi axit yếu chỉ tan một phần nhỏ trong nước.
  • Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của chúng cũng khác nhau tùy thuộc vào từng loại. Chẳng hạn, axit clohidric có khối lượng riêng cao hơn so với axit axetic.
  • Độ nhớt: Độ nhớt cũng phụ thuộc vào tính chất của từng loại axit, và có thể ảnh hưởng đến quá trình lưu chuyển và sử dụng trong các ứng dụng khác nhau.
  • Tính hấp thụ ánh sáng: Một số loại có tính chất hấp thụ ánh sáng, chẳng hạn như axit folic (folate), một axit amin có trong thực phẩm và bổ sung vitamin.

Cách xác định độ mạnh, yếu của axit là gì?

Dựa vào giá trị của hằng số điện li (Ka) hoặc pKa của chúng

Hằng số điện li Ka là chỉ số đánh giá khả năng phân ly của axit trong dung dịch. Giá trị Ka càng lớn, axit càng mạnh, và ngược lại, giá trị Ka càng nhỏ thì axit càng yếu. Chẳng hạn, axit clohidric (HCl) có Ka rất lớn, nên là một axit mạnh, trong khi axit axetic (CH3COOH) có Ka nhỏ hơn, nên là một axit yếu.

pKa là giá trị tương đương với logarit cơ số 10 của Ka. pKa càng nhỏ, axit càng mạnh, và ngược lại, pKa càng lớn, axit càng yếu. Ví dụ, axit clohidric có pKa khoảng -6, và axit axetic có pKa khoảng 4,76.

Độ mạnh yếu của axit được xác định dựa vào sự linh động của nguyên tử Hydro trong axit đó, nếu nguyên tử Hydro càng linh động thì tính axit càng mạnh và ngược lại.

hình ảnhBảng công thức tính pKa theo phương trình Henderson – Hasselbach

Dựa vào số lượng Oxy có trong nguyên tố

Axit có Oxy trong cùng một nguyên tố, càng ít Oxy thì tính axit càng yếu

Ví dụ: HClO4 > HClO3> HClO2> HClO

Dựa trên hiện tượng định luật động học của phản ứng hóa học

Khi các nguyên tố trong cùng chu kỳ có hóa trị cao nhất và tạo thành axit, nguyên tố trung tâm càng yếu về tính phi kim thì liên kết giữa nguyên tố đó với các nguyên tố khác càng yếu, dẫn đến axit càng yếu.

Nguyên tố trung tâm càng yếu về tính phi kim thì càng có xu hướng để chia sẻ các electron lớp ngoài cùng dễ dàng hơn, do đó, phân tử sẽ bị giảm độ âm điện và khả năng proton hóa của nó sẽ giảm, dẫn đến axit yếu hơn.

Ví dụ, trong chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn, khi các nguyên tố P, S, Cl tạo thành axit, nguyên tố trung tâm là S có tính phi kim yếu hơn so với P và Cl, do đó, axit H2S sẽ yếu hơn H3PO4 và HClO3.

Dựa trên những axit của nguyên tố cùng nhóm A

Độ mạnh yếu của axit sẽ phụ thuộc vào hai yếu tố chính là độ âm điện và kích thước nguyên tử của nguyên tố.

Trong cùng một nhóm, các nguyên tố có kích thước nguyên tử tăng dần từ trái sang phải, do đó, liên kết giữa nguyên tố và hidrogen sẽ trở nên yếu hơn. Điều này dẫn đến tính axit của các axit của các nguyên tố cùng nhóm sẽ giảm dần từ trái sang phải. Ví dụ, axit HF là mạnh hơn axit HCl và HBr.

Tuy nhiên, độ mạnh yếu của axit cũng phụ thuộc vào độ âm điện của nguyên tố. Các nguyên tố có độ âm điện cao hơn sẽ tạo ra các phân tử axit có khả năng giữ proton tốt hơn, do đó, các axit của những nguyên tố có độ âm điện cao hơn sẽ mạnh hơn. Ví dụ, axit H2SO4 (có độ âm điện cao hơn so với H2SeO4) là mạnh hơn axit H2SeO4.

Do đó, để xác định độ mạnh yếu của axit của các nguyên tố cùng nhóm A trên bảng tuần hoàn, cần phải xem xét cả kích thước nguyên tử và độ âm điện của các nguyên tố.

Ví dụ:

  • Axit có oxy: Tính axit tăng dần: HIO4 < HbrO4< HClO4
  • Axit không có oxy: Tính axit giảm dần: HI > HBr> HCl> HF

Dựa trên axit hữu cơ RCOOH

Độ mạnh yếu của axit hữu cơ RCOOH phụ thuộc vào cấu trúc của nhóm R và nhóm -COOH.

Các nhóm R có tính electron rút sẽ làm giảm độ âm của nguyên tử cacbon trong nhóm -COOH, từ đó làm giảm khả năng phân ly proton và tạo axit yếu hơn. Các nhóm R có tính electron đẩy sẽ làm tăng độ âm của nguyên tử cacbon, làm tăng khả năng phân ly proton và tạo axit mạnh hơn.

Ngoài ra, trong nhóm -COOH, khả năng tạo liên kết hidro với proton càng mạnh thì độ bền của axit càng tăng. Do đó, các axit có nhóm -COOH có khả năng tạo liên kết hidro mạnh hơn sẽ là axit mạnh hơn.

Ví dụ:

  • Nếu R đẩy Electron (gốc R no) thì tính axit giảm dần
  • HCOOH> CH3COOH> CH3CH2COOH> CH3CH2CH2COOH> n-C4H9COOH.
  • Nếu R hút e thì tính axit sẽ mạnh lên

Ứng dụng của axit đối với đời sống con người

Axit có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống, bao gồm:

  • Làm thực phẩm: Axit được sử dụng để làm thực phẩm như gia vị, chất điều vị và chất bảo quản. Ví dụ, axit citric được sử dụng trong nhiều loại nước giải khát và sản phẩm thực phẩm khác.
  • Thuốc và y học: Một số loại axit được sử dụng trong thuốc và y học, chẳng hạn như axit ascorbic trong vitamin C, axit acetylsalicylic trong thuốc giảm đau, và axit folic trong việc phòng ngừa các bệnh liên quan đến tim mạch.
  • Công nghiệp: Axit được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như sản xuất chất tẩy rửa, chất tạo màu, phân bón và thuốc trừ sâu.
  • Hóa học: Axit được sử dụng trong nhiều ứng dụng hóa học, chẳng hạn như trong quá trình sản xuất các chất hữu cơ và polyme, và trong quá trình tách và chiết các hợp chất từ các loại vật liệu khác nhau.
  • Điện tử: Axit được sử dụng trong quá trình sản xuất các linh kiện điện tử, chẳng hạn như các bản mạch in và các linh kiện khác.