Bazơ là gì? Tính chất, phân loại, ứng dụng của bazơ (base)

Bazơ là gì? Tính chất, phân loại, ứng dụng của bazơ (base)

1. Bazơ (base) là gì?

Bazơ (base) là hợp chất mà phân tử có 1 nguyên tử kim loại liên kết với 1 hay nhiều nhóm hiđroxit (-OH).

Công thức chung: M(OH)_n

Trong đó:

- M: là kim loại.

- OH: là nhóm hiđroxit.

- n: hoá trị của kim loại

- Dựa vào độ tan trong nước bazơ được chia làm hai loại:

+ Bazơ tan được trong nước (kiềm).

Ví dụ: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂,...

+ Bazơ không tan trong nước.

Ví dụ: Cu(OH)₂, Mg(OH)₂, Fe(OH)₃,...

2. Cách gọi tên base

- Tên các base được gọi theo quy tắc sau:

Chú ý:

- Hydroxide phát âm là /haɪˈdrɒksaɪd/ hay /haɪˈdrɑːksaɪd/

- Tên kim loại và hóa trị (nếu có) viết liền không cách.

- Hóa trị sẽ được phát âm bằng tiếng Anh, ví dụ (II) sẽ là two, (III) sẽ là three…

- Đối với kim loại có nhiều hóa trị (như Cu, Fe, Cr, …) thì bên cạnh cách gọi tên kèm hóa trị thì có thể dùng một số thuật ngữ tên thường để ám chỉ cả hóa trị mà kim loại đang mang. Trong đó:

+ Đuôi -ic chỉ hợp chất mà kim loại thể hiện mức hóa trị cao

+ Đuôi -ous chỉ hợp chất mà kim loại thể hiện mức hóa trị thấp.

Ví dụ:

3. Tính chất vật lí của base

• Bazơ chủ yếu tồn tại ở thể rắn, bột, hoặc ở dạng dung dịch (kiềm hay có tính kiềm).

• Bazơ có nồng độ cao và bazơ mạnh sẽ tác dụng nhanh và mạnh với các hợp chất axit và có tính ăn mòn chất hữu cơ.

• Bazơ sẽ gây ra cảm giác nhờn hoặc nhớt. Ví dụ: NaOH trong xà phòng giặt rửa.

• Bazơ vị đắng và có mùi.

• Bazơ tan được trong nước thì dung dịch thường không có màu, bazơ kết tửa không tan trong nước thường có màu, ví dụ kết tủa Ba(OH)₂ màu trắng, Cu(OH)₂ màu xanh nước biển.

4. Tính chất hóa học của base

- Tác dụng với chất chỉ thị màu

• Dung dịch bazơ làm quỳ tím đổi thành màu xanh

• Dung dịch bazơ làm phenolphtalein không màu đổi sang màu đỏ.

- Dung dịch bazơ tác dụng với oxit axit

Phương trình: Dung dịch bazơ + oxit axit $\to$ muối + nước

Ví dụ:

2 NaOH + SO₂ $\to$ Na2SO₃ + H₂O

3 Ca(OH)₂ + P₂O₅ $\to$ Ca₃(PO₄)₂ kết tủa + 3 H₂O

- Bazơ (cả tan và không tan) tác dụng với axit

Phương trình: Bazơ + axit $\to$ muối + nước

Ví dụ:

KOH + HCl $\to$ KCl + H₂O

Cu(OH)₂ + 2 HNO₃ $\to$ Cu(NO₃)₂ + 2H₂O

- Dung dịch bazơ tác dụng với nhiều dung dịch muối tạo thành muối mới và bazơ mới.

Ví dụ:

2 NaOH + CuSO₄ $\to$ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ kết tủa

2 KOH + Ba(NO₃)₂ $\to$ 2 KNO₃ + Ba(OH)₂ ít tan

- Bazơ (không tan) bị nhiệt phân hủy

Phương trình: Bazơ $\stackrel{t_o}{\to }$ oxit + nước

Ví dụ:

Cu(OH)₂ $\stackrel{t_o}{\to }$ CuO + H₂O

2Fe(OH)₃ $\stackrel{t_o}{\to }$ Fe₂O₃ + 3H₂O

Lưu ý: Trong các tính chất trên, có một số chỉ xảy ra với dung dịch bazơ (dạng lỏng, hòa tan được trong nước) và một số chỉ xảy ra với bazơ không tan (dạng rắn, bột, không tan trong nước) hoặc xảy ra với cả hai loại bazơ (đã được ghi chú ở trên).

5. Phân loại base

Bazơ được cấu tạo từ các nguyên tố kim loại và có các đặc tính vật lý, hóa học khác nhau. Dựa vào các tính chất đó có thể phân loại bazơ theo các nhóm sau đây:

Dựa vào tính chất hóa học của bazơ có thể phân thành 2 loại:

• Bazơ mạnh như NaOH, KOH

• Bazơ yếu như Fe(OH)₃, Al(OH)₃

Dựa vào tính tan của bazơ trong nước (H₂O) có thể chia bazơ thành 2 loại:

• Bazơ tan (hay còn gọi dung dịch hòa tan của bazơ đó là kiềm) như NaOH, KOH

• Bazơ không tan như Ba(OH)₂, Cu(OH)₂

Dựa vào cấu tạo của bazơ có thể phân thành:

• Bazơ kim loại như NaOH, Al(OH)₃

• Bazơ không chứa kim loại như amoniac (NH₃OH), các amin mạng tính bazơ, các hợp chất có tính bazơ chứa vòng thơm như C₆H₅OH.

6. Cách điều chế base

Dựa vào tính chất hóa học của hợp chất này, chúng ta có thể áp dụng một số phương pháp điều chế cơ bản như sau:

• Kim loại + nước → dd Bazơ + H₂

• Oxit Bazơ + nước → dd Bazơ

• Điện phân dung dịch muối Clorua, bromua

• Muối + Bazơ → muối + Bazơ

7. Ứng dụng của base

• Công nghiệp hóa chất và dược: Bazơ được dùng để sản xuất sản phẩm chứa gốc Sodium, điển hình là thuốc Aspirin, javen... làm chất tẩy trắng hay khử trùng. Bên cạnh đó, chúng còn được ứng dụng sản xuất nước rửa bát chén nhờ khả năng thủy phân chất béo trong dầu mỡ động vật.

• Trong phòng thí nghiệm: Bazơ là chất hóa học quan trọng dùng để nghiên cứu và học tập.

• Trong ngành thực phẩm: Pha chế dung dịch kiềm, xử lý rau, củ quả trước khi chế biến hoặc đóng hộp.

• Ứng dụng trong ngành công nghiệp dệt, nhuộm: Làm chết phân hủy pectins, sáp để xử lý vải thô, giúp vải dễ hấp thụ màu nhuộm và có độ bóng đẹp nhất.

• Xử lý nước, đặc biệt là nước trong hồ bơi: Bazơ hòa tan trong nước làm tăng nồng độ PH. Ngoài ra, Bazơ cũng được dùng để trung hòa và khử cặn bẩn trong đường ống cấp nước sinh hoạt.

• Ứng dụng trong ngành dầu khí: Bazơ cân bằng PH cho dung dịch khoan, loại bỏ sulphur và các hợp chất sulphur hay hợp chất axit có trong tinh chế dầu mỏ.

8. Một số base quan trọng

a. NaOH (Natri hydroxit)

NaOH là một loại bazo có đầy đủ tính chất lý hóa của một bazo, đây là một hóa chất được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp, sản xuất: xà phòng, sản xuất giấy, tơ nhân tạo, tinh dầu thực vật, các sản phẩm chưng cất dầu mỏ, chế phẩm nhuộm, hóa chất xử lý nước .. và làm thuốc thử thông dụng trong phòng thí nghiệm.

Hiện nay, có bốn loại NaOH đang được sử dụng nhiều nhất như:

• Xút vảy NaOH 99% Trung Quốc.

• Xút hạt NaOH 99% Đài Loan.

• Xút vảy NaOH 99% Ấn Độ.

• Dung dịch NaOH 20% - 50%.

b. Ca(OH)₂ (Canxi hydroxit)

• Canxi hydroxit còn được gọi là vôi tôi công nghiệp, đây là một bazơ mạnh nên mang đầy đủ tính chất hóa học của một bazơ, tồn tại dưới dạng tinh thể không màu hoặc bột trắng, có phân tử khối là 74.

• Chúng được ứng dụng phổ biến trong xử lý nước và cải tạo độ chua của đất.

• Sản phẩm này còn là thành phần chính của vôi vữa trong xây dựng.

• Trong công nghiệp, chúng được dùng phổ biến để sản xuất các phụ gia cho dầu thô, xử lý nước để sản xuất các loại đồ uống như rượu hay đồ uống không cồn.