Chất lưỡng tính là gì? Các chất lưỡng tính thường gặp, dạng bài tập

Trong các bài học về Axit bazo, chúng ta đã được tìm hiểu về các chất lưỡng tính trong hóa học thường gặp. Để hiểu rõ hơn về hidroxit lưỡng tính, oxit lưỡng tính là gì cùng những vấn liên quan, các dạng bài tập, hãy cùng tham khảo ngay bài viết dưới đây của thapgiainhietliangchi.com nhé!

Lý thuyết chất lưỡng tính là gì?

Khái niệm các chất lưỡng tính là gì?

Chất lưỡng tính là gì? Hợp chất lưỡng tính trong hóa học đó chính là những hợp chất vừa có khả năng nhường, lại vừa có khả năng nhận các proton (H+).

Hợp chất lưỡng tính vừa có thể tác dụng được với các dung dịch axit (như HCl, H2SO4 loãng… ), lại vừa có thể tác dụng được với các dung dịch bazơ (như NaOH, KOH, hay Ba(OH)2… )

*Chú ý: Có một số chất vừa có thể tác dụng được với dung dịch axit, lại vừa tác dụng được với các dung dịch bazơ nhưng chưa chắc đã phải chất lưỡng tính ví dụ như: Al, Zn, Sn, Pb, Be.

Điều kiện để trở thành hợp chất lưỡng tính là gì?

Thứ nhất, phải có phản ứng axit – bazơ với một axit (ví dụ như axit HCl).

Thứ hai, có phản ứng axit – bazơ với một bazơ (ví dụ như bazơ NaOH).

Các chất lưỡng tính trong hóa học thường gặp

Các chất lưỡng tính trong hóa học, mà ta thường gặp bao gồm một số muối axit của axit yếu, muối của axit yếu và bazơ yếu, hidroxit, oxit, amino axit hay một số muối của amino axit.

Hiđroxit lưỡng tính

Đối với hidroxit lưỡng tính sẽ tạo thành một số sản phẩm như: Al2O3, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Zn(OH)2, Cr(OH)3. Khi các phản ứng hoá học xảy ra chúng sẽ vừa thể hiện tính axit và tính bazo.

Tính axit của Hidroxit lưỡng tính:

A(OH)3+ NaOH → NaAO2 + 2H2O

B(OH)2+ 2NaOH → Na2BO2 + 2H2O

Tính bazơ Hidroxit lưỡng tính:

A(OH)3+3HC→ACl3+3H2O

B(OH)2+2HCl→BCl2+2H2O

Oxit lưỡng tính

Oxit lưỡng tính trước nay được biết đến khá chung chung khi chúng bao gồm cả oxit tương ứng và cả hidroxit như: Al2O3,ZnO,Cr2O3.

Tác dụng giữa Oxit lưỡng tính với HCl

M2O2+6HCl→2MCl3+3H2O

NO+2HCl→NCl2+H2O

Tác dụng giữa Oxit lưỡng tính với NaOH

X2O3 + NaOH → NaXO2+ 2H2O

YO + 2NaOH → Na2YO2 + H2O

Muối trong axit và bazo yếu

Một số muối có tính chất axit yếu mà ta có thể dễ dàng gặp phải được kể đến là: (NH4)2CO3, CH3COONH4, CH2COONH3CH3.

Phản ứng xảy ra giữa Muối trong axit và bazơ yếu với HCl

(NH4)2CO3 + 2HCl →2NH4Cl + H4O + SO2

(NH4)2S + 2HCl → 2NH4Cl + H2S

Phản ứng giữa Muối trong axit và bazơ với NaOH

NH4+ + OH- → NH3 + H2O

Tuy nhiên, với những kim loại Al, Zn, Sn, Pb có hoá trị tuy không thuộc nhóm chất lưỡng tính nhưng lại tác dụng với cả axit cũng như có tác dụng với một số dung dịch bazơ. Ta gọi các chất kim loại trên là C thì ta được phản ứng xảy ra như sau:

C + nHCl → CCl(a) + (n)2H2

C + (4-a)NaOH + (a-2)H2O → Na(4-n)CO2 + a2H2

Trong hai phương trình hoá học như trên thì a chính là hoá trị của C.

Một số chất lưỡng tính khác

Ta có những chất kể trên thuộc vào những hợp chất cơ bản trong các chất lưỡng tính. Thế nhưng bên cạnh đó vẫn còn có amino axit và muối của amino axit cũng được coi như là một hợp chất lưỡng tính. Một số amino axit sẽ mang tính chất bazơ bởi trong cụm thành phần của nó có chứa NH2. Còn có thể mang tính axit khi trong cụm của nó hoạt động có chứa COOH.

Phản ứng giữa amino axit và muối của amino axit với dung dịch axit

NH2(a)X(COOH)b + aHCl → ClNH3 + aX(COOH)b

Phản ứng giữa amino axit và muối của amino axit với dung dịch bazơ

(NH2)aX(COOH)b + bNaOH → (NH2)aX(COONa)b + bH2O

Các cách giải các dạng bài tập liên quan đến hợp chất lưỡng tính

Như mọi người đã được biết các chất lưỡng tính trong hóa học sẽ có tính linh hoạt vừa cho lại vừa nhận. Chính vì thế nên chúng ta có rất nhiều dạng bài tập liên quan được đặt ra như bài tập hidroxit lưỡng tính, NAHCO3 có lưỡng tính không, những chất tác dụng được với HCL, những chất tác dụng với NAOH, AL2O3 có phải là chất lưỡng tính không, Để có thể trả lời cho các câu hỏi trên, ta cần làm tốt các dạng bài tập, ngay bây giờ chúng ta sẽ đi vào từng dạng cụ thể.

Dạng bài cho lượng chất phản ứng tính toán sản phẩm

Trong hoá học, người ta vẫn thường gọi tên dạng bài này là bài toán thuận. Đề bài sẽ cho đầy đủ thông tin về các chất tham gia phản ứng. Việc bạn cần làm là tính toán sao để đưa ra các sản phẩm tạo thành. Ví dụ sau:

Đề bài: Cho trước dung dịch muối nhôm AL3+ sẽ tác dụng cùng với dung dịch kiềm (OH-). Khi đó sản phẩm mà ta sẽ thu được sẽ gồm những hoạt chất nào phụ thuộc vào tỉ số? Trong đó ta gọi t là n(OH-) và nAl3.

Cách giải ví dụ:

Với đề bài như trên ta sẽ có 2 trường hợp xảy ra khi các chất phản ứng:

– Trường hợp t3 thì (Al3+) sẽ xảy ra tác dụng vừa đủ hoặc là thừa, khi đó sẽ cho xảy ra phản ứng như sau:

(Al3+) + 3OH- → Al(OH)3 (1)

Khi t = 3 tức là chất kết tủa ở mức cực đại.

– Trường hợp t4 khi đó (OH-) đã xảy ra ở phản ứng (1) sẽ bị thừa và hoà tan hết với Al(OH)3 và xảy ra phản ứng như sau:

Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4- (2)

→ Từ 2 trường hợp như trên có thể rút ra kết luận: Nếu 3 < t < 4 thì OH- được tạo ra từ phản ứng (1) sẽ hoà tan một phần Al(OH)3 có trong phương trình hoá học (2).

Xem thêm: Phản ứng este hóa là gì? Đặc điểm, cách tính hiệu suất phản ứng este hóa

Dạng bài cho sản phẩm, cần tìm lượng chất đã tham gia

Đây chính là dạng bài ngược lại so với dạng bài ở trên. Thường khi gặp bài toán này nhiều học sinh sẽ khá loay hoay. Để hiểu rõ hơn và biết cách giải, chúng ta hãy cùng thử làm qua đề bài dưới đây.

Đề bài: Cho c mol Al(OH)3 bỏ vào từ từ trong a mol (Al3+). Khi phản ứng hóa học xảy ra sẽ thu được b mol Al(OH)3. Đã biết a và b, bạn hãy tính c?

Cách giải dạng bài tập trên

Trong đề bài này ta biết được sẽ có đến 2 trường hợp xảy ra như sau:

– Nếu a = b thì bài toán sẽ rất đơn giản hơn khi c = 3a = 3b.

– Nếu b<a thì sẽ lại có 2 trường hợp của nó xảy ra:

• (Al3+) sẽ dư sau phản ứng hóa học, khi đó c = 3b ta sẽ có được số mol nhỏ (OH-) nhỏ nhất.
• Nếu cả hai phản ứng như đã dự liệu đều xuất hiện, khi đó ta có c = 4a -b. Như vậy thì số mol có trong (OH-) sẽ là lớn nhất.

Một số lưu ý

– Nếu muốn tìm được số mol thì đầu tiên ta cần phải quy đổi AlCl3, Al2(SO4)3… sang số mol (Al3+). Kể cả là trong các dung dịch NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 ta cũng phải quy đổi về số mol (OH-).

– Khi phản ứng xảy ra với dung dịch Al2(SO4)3 hay Ba(OH)2 thì cần phải chú ý đến kết tủa BaSO4. Dù cho cách làm không thay đổi nhưng khối lượng thu được vẫn sẽ có cả BaSO4.

– Nếu cho (OH-) tác dụng với một dung dịch có chứa (Al3+), H+ thì (OH-) sẽ phải phản ứng với H+ trước. Tiếp đó sau đó mới sản ứng (Al3+).

Với dạng bài tập nghịch đảo thì cần để ý đến số mol

– Các dung dịch muối NaAl(OH)4 hay Na2(Zn(OH)4) sẽ cho tác dụng với CO2 dư. Khi đó lượng kết tủa sẽ không hề thay đổi bởi:

Na(Al(OH)2) + CO2 → Al(OH)3 + NaHCO2

– Trường hợp xảy ra các phản ứng hoá học với HCl hay H2SO4 loãng sẽ tạo ra một lượng kết tủa. Đương nhiên nó sẽ còn phụ thuộc vào lượng axit. Khi ấy ta sẽ được phương trình hoá học: HCl + Na(Al(OH)4) → NaCl + H2O

Còn trong trường hợp HCl dư ta sẽ có phương trình: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O. Khi đó ta sẽ có được 2 khả năng xảy ra:

• Số mol H+ sẽ bằng với số mol chất kết tủa.
• HCl dư sẽ được: a(H+) = 4a(Al3+) – 3a(lượng kết tủa).

Như vậy, bài viết trên đã nhắc lại cho mọi người kiên thức về các chất lưỡng tính là gì? Các chất lưỡng tính thường gặp, các dạng bài tập. Đặc biệt là đưa ra cách giải bài theo 2 dạng thuận và nghịch. Hy vọng sau khi tham khảo những thông tin trong bài trên sẽ giúp ích được các bạn trong quá trình học tập, nghiên cứu của mình.