Trong các bài học về axit bazo, bạn đã được tìm hiểu về các chất lưỡng tính thường gặp trong hóa học. Để hiểu rõ hơn về hidroxit lưỡng tính, oxit lưỡng tính cùng những nội dung liên quan, cùng tham khảo ngay bài viết dưới đây của Gockhampha.edu.vn.COM.VN nhé!.
Bạn đang đọc: Tổng hợp các chất lưỡng tính trong hóa học và Phương pháp giải bài tập
Contents
Lý thuyết về hợp chất lưỡng tính
Khái niệm hợp chất lưỡng tính là gì?
Hợp chất lưỡng tính trong hóa học chính là những hợp chất vừa có khả năng nhường, lại vừa có khả năng nhận proton (H+)
Hợp chất lưỡng tính vừa có thể tác dụng được với dung dịch axit (như HCl,H2SO4 loãng…), lại vừa tác dụng được với dung dịch bazơ (như NaOH, KOH, Ba(OH)2…)
Lưu ý: Có một số chất vừa tác dụng được với dung dịch axit, lại vừa tác dụng được với dung dịch bazơ nhưng chưa chắc đã phải chất lưỡng tính như: Al, Zn, Sn, Pb, Be.
Điều kiện là hợp chất lưỡng tính
- Có phản ứng axit – bazơ với một axit (ví dụ như HCl).
- Có phản ứng axit – bazơ với một bazơ (ví dụ như NaOH).
Các chất lưỡng tính trong hóa học
Các chất lưỡng tính trong hóa học bao gồm một số hiđroxit, oxit, muối axit của axit yếu, muối của axit yếu và bazơ yếu, amino axit và một số muối của amino axit.
Các chất lưỡng tính thường gặp
Hiđroxit lưỡng tính
Ví dụ: Al2O3,Zn(OH)2,Cr(OH)3,Sn(OH)2,Pb(OH)2
Tính axit:
- A(OH)3+NaOH→NaAO2+2H2O
- B(OH)2+2NaOH→Na2BO2+2H2O
Tính bazơ:
- A(OH)3+3HCl→ACl3+3H2O
- B(OH)2+2HCl→BCl2+2H2O
Oxit lưỡng tính
Oxit lưỡng tính bao gồm các oxit ứng với các hiđroxit trên: Al2O3,ZnO,Cr2O3
Tác dụng với HCl
- X2O3+6HCl→2MCl3+3H2O
- YO+2HCl→YCl2+H2O
Tác dụng với NaOH
- X2O3+NaOH→NaXO2+2H2O
- YO+2NaOH→Na2YO2+H2O
Muối axit của axit yếu
Ví dụ: NaHCO3,KHS,NaH2PO4,Na2HPO4,KHSO3,…
Tác dụng với HCl
- HCO−3+H+→H2O+CO2
- HSO−3+H+→H2O+SO2
- HS−+H+→H2S
Tác dụng với NaOH
- HCO−3+OH−→CO2−3+H2O
- HSO−3+OH−→SO2−3+H2O
- HS−+OH−→S2−+H2O
Muối của axit yếu và bazơ yếu
Ví dụ: (NH4)2CO3,CH3COONH4,CH3COONH3−CH3
Tác dụng với HCl
- (NH4)2RO3+2HCl→2NH4Cl+H2O+RO2 (với R là C, S)
- (NH4)2S+2HCl→2NH4Cl+H2S
Tác dụng với NaOH
- NH+4+OH−→NH3+H2O
Lưu ý: Kim loại Al, Zn, Be, Sn, Pb không phải chất lưỡng tính nhưng cũng tác dụng được với cả axit và dung dịch bazơ
M+nHCl→MCln+n2H2 (M là kim loại Al, Zn, Be, Sn, Pb, n là hóa trị của M)
M+(4−n)NaOH+(n−2)H2O→Na4−nMO2+n2H2
Tìm hiểu thêm: Saccarozo là gì? Công thức cấu tạo, điều chế và tính ứng dụng
Các chất khác
Ngoài các chất kể trên amino axit và một số muối của amino axit cũng là chất lưỡng tính.
Amino axit vừa có tính bazơ (do nhóm NH2), vừa có tính axit (do nhóm COOH)
Tác dụng với dung dịch axit
- (NH2)xR(COOH)y+xHCl→(ClNH3)xR(COOH)y
Tác dụng với dung dịch bazơ
- (NH2)xR(COOH)y+yNaOH→(NH2)xR(COONa)y+yH2O
Phương pháp giải bài tập về hợp chất lưỡng tính
Dạng 1: Cho lượng chất tham gia phản ứng, hỏi sản phẩm (bài toán thuận)
Ví dụ: Cho dung dịch muối nhôm (Al3+) tác dụng với dung dịch kiềm (OH−). Sản phẩm thu được gồm những chất gì phụ thuộc vào tỉ số k=nOH−nAl3+
Nếu k≤3 thì Al3+ phản ứng vừa đủ hoặc dư khi đó chỉ có phản ứng:
- Al3++3OH−→Al(OH)3 (1) (k = 3 có nghĩa là kết tủa cực đại)
Nếu k≥4 thì OH− phản ứng ở (1) dư và hòa tan vừa hết Al(OH)3 theo phản ứng sau:
- Al(OH)3+OH−→Al(OH)−4
Nếu 3 
Dạng 2: Cho sản phẩm, hỏi lượng chất đã tham gia phản ứng (bài toán nghịch)
Ví dụ: Cho a mol Al(OH)3 từ từ vào x mol Al3+, sau phản ứng thu được y mol Al(OH)3 (x, y đã cho biết). Hãy tính a?.
Nhận xét:
- Nếu x = y thì bài toán rất đơn giản, a = 3x = 3y
- Nếu y
- Trường hợp 1: Al3+ dư sau phản ứng (1)
- Vậy a = 3y → Trường hợp này số mol OH− là nhỏ nhất.
- Trường hợp 2: Xảy ra cả (1) và (2)
- Vậy a = 4x – y → Trường hợp này số mol OH− là lớn nhất.
Chú ý:
Muốn giải được như bài toán trên chúng ta cần quy về số mol Al3+ trong AlCl3,Al2(SO4)3,… và quy về số mol OH− trong các dd sau: NaOH,KOH,Ba(OH)2,Ca(OH)2
Cần chú ý đến kết tủa BaSO4 trong phản ứng của Al2(SO4)3với dung dich BaOH2. Tuy cách làm không thay đổi nhưng khối lượng kết tủa thu được gồm cả BaSO4.
Trong trường hợp cho OH− tác dụng với dung dịch chứa cả Al3+ và H+ thì OH− sẽ phản ứng với H+ trước sau đó mới phản ứng với Al3+.
Chú ý: các dung dịch muối như Na[Al(OH)4],Na2[Zn(OH)4],… khi tác dụng với khí CO2dư thì lượng kết tủa không thay đổi vì:
- Na[Al(OH)4]+CO2→Al(OH)3+NaHCO3
Còn khi tác dụng với HCl hoặc H2SO4 loãng thì lượng kết tủa có thể bị thay đổi tùy thuộc vào lượng axit:
- HCl+Na[Al(OH)4]→Al(OH)3+NaCl+H2O
Nếu HCl dư:
- Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2O
- TH1: Số mol H+ = số mol kết tủa
- TH2: HCl dư : nH+=4nAl3+–3nkettua
Bài tập về các chất lưỡng tính thường gặp
Bài 1: Cho m gam Kali vào 250ml dung dịch X chứa AlCl3 aM, sau khi phản ứng kết thúc thu được 5,6 lít khí (ở đktc) và một lượng kết tủa. Tách kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 5,1 gam chất rắn. Tìm giá trị của a.
Cách giải:
Ta có:
m gam K (x mol) + 0,25a mol AlCl3 → 0,25 mol H2 + kết tủa. Nung kết tủa → 0,05 mol Al2O3
2K+2H2O→2KOH+H2 (1)
3KOH+AlCl3→3KCl+Al(OH)3 (2)
Al(OH)3+KOH→KAlO2+2H2O (3)
2Al(OH)3du→t∘Al2O3+3H2O (4)
Theo (1) nH2=12x=0,25→nK=0,5mol
Theo (2) nKOH=3nAlCl3=3.0,25a=0,75amol
nAl(OH)3=0,25amol
Theo (3) nAl(OH)3du=0,05.2=0,1mol
→nAl(OH)3pu=0,25a–0,1
→nKOH=0,25a–0,1
→∑nKOH=0,75a+0,25a–0,1=0,5→a=0,6
>>>>>Xem thêm: Chuyên đề phản ứng cracking: Cơ chế, lý thuyết và Bài tập
Bài 2: Cho hỗn hợp Na, K và Ba tác dụng hết với nước, thu được dung dịch X và 6,72 lít khí H2 (đktc). Nếu cho X tác dụng hết với dd Al(NO3)3 thì số gam kết tủa lớn nhất thu được là bao nhiêu?
Cách giải:
Na,K,Ba+H2O→0,3molH2
Đặt công thức chung của ba kim loại là M ta có:
2M+2nH2O→2Mn++2nOH−+nH2
nOH−=2.0,3=0,6(mol)
X+Al(NO3)3→ kết tủa lớn nhất
3OH−+Al3+→Al(OH)3
nAl(OH)3=nOH−/3=0,2(mol)
→nAl(OH)3=0,2.78=15,6(gam)
Bài viết trên đây của Gockhampha.edu.vn.COM.VN đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích về các chất lưỡng tính trong hóa học. Hy vọng bạn đã tìm thấy những bài học có ích trong việc tham khảo về chủ đề các chất lưỡng tính. Chúc bạn luôn học tập tốt!
