Axit

Các định nghĩa khác

Các định nghĩa hiện đại liên quan đến các phản ứng hóa học cơ bản phổ biến cho tất cả các axit.
Hầu hết các axit gặp phải trong cuộc sống hàng ngày là dung dịch nước, hoặc có thể hòa tan trong nước, vì vậy định nghĩa Arrhenius và Brønsted-Lowry là phù hợp nhất.
Định nghĩa Brønsted-Lowry là định nghĩa được sử dụng rộng rãi nhất, các phản ứng axit-bazơ được cho là liên quan đến việc chuyển proton (H⁺) từ axit sang bazơ.
Các ion hydronium là axit theo cả 3 định nghĩa. Mặc dù rượu và amin có thể là axit Brønsted-Lowry, chúng cũng có thể hoạt động như các bazơ Lewis do các cặp electron đơn độc trên các nguyên tử oxy và nitơ của chúng.

Axit Arrhenius

Nhà hóa học người Thụy Điển Svante Arrhenius quy các tính chất của axit cho các ion hydro (H⁺) hoặc proton vào năm 1884. Axit Arrhenius là 1 chất mà khi thêm vào nước sẽ làm tăng nồng độ của các ion H ⁺ trong nước. Lưu ý rằng các nhà hóa học thường viết H⁺ (aq) và đề cập đến ion hydro khi mô tả các phản ứng axit-bazơ nhưng hạt nhân hydro tự do và 1 proton, không tồn tại một mình trong nước, nó tồn tại dưới dạng ion hydronium, H₃O⁺. Do đó, axit Arrhenius cũng có thể được mô tả như 1 chất làm tăng nồng độ của các ion hydronium khi thêm vào nước. Ví dụ bao gồm các chất phân tử như HCl và axit axetic.
Mặt khác, bazơ Arrhenius là 1 chất làm tăng nồng độ của các ion hydroxit (OH⁻) khi hòa tan trong nước. Điều này làm giảm nồng độ hydronium vì các ion phản ứng tạo thành các phân tử H₂O:
Do trạng thái cân bằng này, bất kỳ sự gia tăng nồng độ hydronium đều đi kèm với việc giảm nồng độ hydroxide. Do đó, axit Arrhenius cũng có thể được coi là 1 chất làm giảm nồng độ hydroxit, trong khi bazơ Arrhenius làm tăng nó.
Trong dung dịch axit, nồng độ của các ion hydronium lớn hơn 10⁻⁷mol/lít. Do pH được định nghĩa là logarit âm của nồng độ các ion hydronium, do đó các dung dịch axit có độ pH nhỏ hơn 7.

Axit Lewis

1 khái niệm thứ 3, chỉ liên quan đến lề được đề xuất vào năm 1923 bởi Gilbert N. Lewis, bao gồm các phản ứng với các đặc tính axit-bazơ không liên quan đến việc chuyển proton. Axit Lewis là 1 axit chấp nhận 1 cặp electron từ các chất khác; nói cách khác, nó là 1 axit chấp nhận cặp electron .Phản ứng axit-bazơ Brønsted là phản ứng chuyển proton trong khi phản ứng axit-bazơ Lewis là chuyển cặp electron. Nhiều axit Lewis không phải là axit Brønsted-Lowry. Tương phản như thế nào các phản ứng sau được mô tả về mặt hóa học axit-bazơ:
Trong phản ứng đầu tiên, 1 ion florua, F⁻, từ bỏ 1 cặp electron thành boron triflorua để tạo thành sản phẩm tetrafluoroborate. Fluoride "mất" 1 cặp electron hóa trị vì các electron được chia sẻ trong liên kết B lợi F nằm ở vùng không gian giữa 2 hạt nhân nguyên tử và do đó ở xa hạt nhân florua hơn so với ion florua đơn độc. BF₃ là axit Lewis vì nó chấp nhận cặp electron từ florua. Phản ứng này không thể được mô tả theo lý thuyết Brønsted vì không có sự chuyển proton. Phản ứng thứ 2 có thể được mô tả bằng cách sử dụng 1 trong 2 lý thuyết. 1 proton được chuyển từ axit Brønsted không xác định sang amoniac, 1 bazơ Brønsted; cách khác, amoniac hoạt động như bazơ Lewis và chuyển 1 cặp electron đơn độc để tạo liên kết với ion hydro. Chất thu được cặp electron là axit Lewis; ví dụ, nguyên tử oxy trong H₃O⁺ thu được 1 cặp electron khi 1t trong các liên kết H-O bị phá vỡ và các electron được chia sẻ trong liên kết trở thành cục bộ trên oxy. Tùy thuộc vào ngữ cảnh, axit Lewis cũng có thể được mô tả là chất oxy hóa hoặc chất điện li. Các axit Brønsted hữu cơ, như axit axetic, citric hoặc axit oxalic, chứ không phải là axit Lewis. Chúng phân ly trong nước để tạo ra axit Lewis, H⁺, nhưng đồng thời cũng tạo ra 1 lượng tương đương với bazơ Lewis (tương ứng acetate, citrate hoặc oxalate cho các axit được đề cập).

Ứng dụng của axit

Có rất nhiều ứng dụng cho axit. Axit thường được sử dụng để loại bỏ sự gỉ sắt và sự ăn mòn khác từ kim loại trong quá trình được gọi là tẩy. Chúng có thể được sử dụng như 1 chất điện phân trong pin, chẳng hạn như axit sulfuric trong pin xe hơi. Axit mạnh, đặc biệt là axit sulfuric, được sử dụng rộng rãi trong chế biến khoáng sản. Ví dụ, khoáng chất photphat phản ứng với axit sulfuric để tạo ra axit photphoric để sản xuất phân bón phosphat, và kẽm được tạo ra bằng cách hòa tan oxit kẽm thành axit sulfuric, làm sạch dung dịch và electrowinning. Trong ngành công nghiệp hóa học, axit phản ứng trong phản ứng trung hòa để tạo ra muối. Ví dụ, axit nitric phản ứng với amoniac để tạo ra amoni nitrat, 1 phân bón. Ngoài ra, các axit cacboxylic có thể được este hóa với rượu cồn, để tạo ra este. Axit được sử dụng làm chất phụ gia cho đồ uống và thực phẩm, vì chúng làm thay đổi khẩu vị và phục vụ như chất bảo quản. Axit photphoric, ví dụ, là 1 thành phần của đồ uống cola. Axit acetic được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày như dấm. Axit cacbonic là 1 phần quan trọng của một số loại nước uống cola và soda. Axit xitric được sử dụng làm chất bảo quản trong nước sốt và dưa chua. Axit tartaric là 1 thành phần quan trọng của 1 số thực phẩm thông dụng như xoài chưa chín và me. Trái cây và rau quả tự nhiên cũng chứa axit. Axit citric có trong cam, chanh và các loại quả có múi khác. Axit oxalic có trong cà chua, rau bina, và đặc biệt là carambola và đại hoàng; lá rhubarb và carambolas chưa chín là độc tính vì nồng độ cao của axit oxalic.
Axit ascorbic (Vitamin C) là 1 vitamin cần thiết cho cơ thể con người và có trong các loại thực phẩm như amla (quả mâm xôi Ấn Độ), chanh, quả cam, quýt và ổi.
1 số axit được sử dụng làm thuốc. Axit acetylsalicylic (Aspirin) được sử dụng như thuốc giảm đau và làm giảm cơn sốt.
Axit đóng vai trò quan trọng trong cơ thể con người. Axit clohiđric có trong dạ dày giúp tiêu hóa bằng cách phá vỡ các phân tử thức ăn lớn và phức tạp. Amino axit được yêu cầu để tổng hợp các protein cần thiết cho sự phát triển và sửa chữa các mô cơ thể. Axit béo cũng cần cho sự phát triển và sửa chữa các mô của cơ thể. Các axit nucleic rất quan trọng cho việc sản xuất DNA và RNA và chuyển các đặc tính sang con lai qua gen. Axit cacbon rất quan trọng để duy trì độ cân bằng pH trong cơ thể.

Các axit thông dụng

Axit được phân thành 2 loại lớn có cấu tạo phân tử rất khác nhau: axit hữu cơ và axit vô cơ.