Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 2: Các thuyết Acid - Base

Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 2: Các thuyết Acid - Base cung cấp cho học viên những kiến thức về các loại phản ứng không thay đổi số oxy hóa phân chia theo quan điểm acid - base; các thuyết acid – base và lĩnh vực áp dụng của nó; hiệu ứng san bằng; quy luật biến đổi cường độ của acid – oxy (Quy tắc Pauling);... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 2: Các thuyết Acid - BaseHÓAVÔCƠ CÁCTHUYẾT ACIDBASECácloạiphảnứngkhôngthayđổisốoxyhóaPhânchiatheoquanđiểmacidbase 1.Phảnứngacid–base  Làphảnứnghìnhthànhliênkếtcộnghóatrịtừ1 cặpelectroncủamộtchấtvà1orbitaltrốngcủamột chấtkhác.Vídụ: H+(k)+Cl(k)=H–Cl(k) NH3(k)+BF3(k)=H3N–BF3(r)(NH3.BF3) NH4++OH=NH3+HO–H(NH3.H2O) NaOH(r)+CO2(k)=NaHOCO2(r)(NaHCO3) H+(aq)+OH(aq)=H–OH(l) Cu2+(aq)+NH3(aq)=[Cu–NH3]2+(aq) CaO(r)+SiO2(k)=Ca2+[O–SiO2](r)(CaSiO3) Chấtchocặpelectronlàbase,chấtnhậncặp electronlàacid.2.PhảnứngphânhủyLàphảnứngpháhủychấtphứctạp,tạothànhchấtđơn giảnhơn.Vídụ: CaCO3(r)=CaO(r)+CO2(r)3.PhảnứngkếttủatừcácionLàphảnứngliênkếtcủacáciontạothànhchấtrắncó liênkếtion.Vídụ: Ag+(aq)+Cl(aq)AgCl(r)+aq Ba2+(aq)+SO42(aq)BaSO4(r)+aq Cácphảnứngloạinàyđềucótínhthuậnnghịch.4.PhảnứnggốcLàphảnứngtạothànhmộtliênkếtđơncộnghóatrịtừ 2gốctựdo.Vídụ: H∙+∙H=H–H5PhảnứngpolimerhóaLàphảnứngtạothànhđạiphântửtừrấtnhiềuphân tửcùngloại.Vídụ: nSO3(k) (OSO2OSO2OSO2)n/3(r)Cácthuyếtacid–basevàlĩnhvựcápdụngcủanóI.THUYẾTACID–BASEARRHENIUS(1887) Địnhnghĩa:acidlàchấtphânlitrongnướccho ionH+,baselàchấtphânlitrongnướcchoion OH.Vídụ: HCl(k)H2OH+(aq)+Cl(aq) NaOH(r)H2ONa+(aq)+OH(aq)Thuyếtnàychỉđúngtrongdungdịchnước II.THUYẾTACID–BASE BRONSTEDLOWRYJohannes Nicolaus Brønsted Thomas Martin Lowry Dựa trên tính chất proton, H+: không có lớp vỏ electron, chỉ là hạt nhân nên kích thước rất nhỏ, H+ cóthểxâmnhậpsâuvàolớpvỏcủacácion,phântử khácđểthưchiệnphảnứngtraođổiion. 1.ĐỊNHNGHĨA: Acid là tiểu phân cho proton (H+), còn base là tiểu phân nhậnprotontrongphảnứng.Vídụ: HClH++Cl H2SO4H++HSO4Vì acid là chất nhường H+ và base nhận H+, nên trong2vídụtrêntacócáccặpacid,base: HCl/ClvàH2SO4/HSO4 Nhữngcặpacid/basenhưvậygọilàcặpacid/base liênhợp. Các acid, base Bronsted có thể là phân tử trung hoà,cationhoặcanion.Dựđoánaxit–bazBronsted Axit–làcácchấtphảicóchứaH+.  Cation:NH4+…  Cáccationkimloạibịhydrathóatrongnước Vídụ: Al3++6H2O⇌[Al(H2O)6]3+ [Al(H2O)6]3+⇌[Al(H2O)5OH]2++H+  Anion:HSO4,H2PO4…  Phântửtrunghòađiện:HCl,H2SO4,H2O… Baz–chấtcódưmậtđộđiệntíchâm:  Cóđiệntíchâm(anion):Cl,SO42…  Cóphâncựcâm(phântửphâncựcbấtđốixứngtrongkhông gian):NH3,HCl ACID BASETRUNG HClH++Cl NH3+H+NH4+HOAØ H2OH++OH H2O+H+H3O+ANION HSO4H++SO42 CH3COO+H+CH3COOH HCO3H++CO32 Cl+H+HClCATION NH4+H++NH3 H3O+H++H2OLưỡngtính:vừacóKNcho,vừacóKNnhậnH+  CáchợpchấtcóchứaH+thườnglàcácchấtlưỡngtính Vídụ: H2O+H2O⇌H3O++OH HF+HF⇌H2F++F Kcb=KS H2SO4+H2SO4⇌H3SO4++HSO4  Khiphảnứngvớiaxitmạnhhơn:lưỡngtính=baz Khiphảnứngvớibazmạnhhơn:lưỡngtính=axit Vídụ: H2PO4+HCl H3PO4+Cl H2PO4+HCO3 HPO42+H2CO3 pKa2 7.2110.33Trungtính:vừakhôngcókhảnăngnhường,vừakhôngcó khảnăngnhậnH+  Cationkimloạikhan:Na+,Ca2+…  Phântửkhôngphâncực:CO2,B2Cl6… Do H+ không tồn tại được ở dạng tự do, nên các acidchỉchoprotonkhicóbasenhậnvàngượclại.Phản ứngtraođổiprotonxảyratổngquátgiữahai cặpacidbaseliênhợpnhưsau: A1+B2A2+B1Trongdungdịch,cácphântửvàiondodungmôiđiệnlyracũngđóngvaitròcủacặpacidbaseliênhợp. H3O+/H2O;H2O/OH Các hợp chất có chứa H+ luôn là chất lưỡngtính,phụthuộcvàochấtphản ứngvớinócókhảnăngcho,nhậnH+mạnhhayyếuhơnnó.2.CƯỜNGĐỘACIDBASEBRONSTEDỞ TRẠNGTHÁIKHÍ:Ta coù theå ñaùnh giaù khaû naêng nhaän H+ cuûa moät base thoâng qua hieäu öùng nhieät cuûa quaù trình trong pha khí. B (k) +H+(k) =BH+(k), H =-Q ÔÛ ñaây Q laø naêng löôïng giaûi phoùng ra cuûa quaù trình. Q caøng lôùn thì H caøng aâm, quaù trình keát hôïp caøng maïnh. Base B caøng maïnh thì acid lieân hôïp BH+ caøng yeáu.BảngcácgiátrịQ(kJ/mol)(trang7tàiliệuT2NTTNga) Ion Phaântöû Ion PhaântöûH 1674 H2 423 F 1554 F2 399PH2 1541 PH3 789 Cl 1398 HCl 564AsH2 1501 AsH3 7 Br 1354 HBr 589CH3 1743 CH4 552 I 1315 HI 628N3 3084 O2 2318NH2 2565 OH 1635 H2O 679NH2 1689 NH3 85 S2 2300 NCl3 795 SH 1478 H2S 712 NF3 556 Se2 2200 SeH 1420 H2Se 717Để xác định cường độ của các acid, người ta dựa trêncácgiátrịQcủacácbaseliênhợpcủachúng.Vídụ: F(k)+HCl(k)=HF(k)+Cl(k)Q(kJ/mol)15541398TathấyF làbasemạnhhơnCl (Qlớnhơn),nênF lấyđượcH+củaHCl.BảnggiátrịQcủacácbaseliênhợpcủaacidtrang9 T2NTTNga ...