Hydroxide là gì? Công thức, ion hydroxide và độ tan của các hydroxide

Hydroxide là một nhóm hợp chất quan trọng trong hóa học vô cơ thường chứa nhóm hydroxyl –OH hay liên quan đến ion hydroxide OH-. Các hydroxide có thể thể hiện tính bazơ, tính axit hoặc tính lưỡng tính tùy thuộc vào nguyên tố trung tâm và cấu tạo của hợp chất.

Vậy hydroxide là gì, công thức hidroxit được viết như thế nào, hydroxide ion có điện tích bao nhiêu, hydroxide kí hiệu là gì và độ tan của các hydroxide thay đổi ra sao? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hệ thống các kiến thức quan trọng về hydroxide.

Hydroxide là gì?

Hydroxide là gì? Trong hóa học, thuật ngữ hydroxide thường dùng chỉ các hợp chất chứa nhóm hydroxide OH hoặc các hợp chất có chứa ion hydroxide OH-.

Trong chương trình hóa học phổ thông hydroxide của kim loại thường có công thức tổng quát

M(OH)n

Trong đó

M là nguyên tố kim loại.
OH là nhóm hydroxide.
n thường tương ứng với điện tích của ion kim loại trong hợp chất.

Ví dụ

NaOH sodium hydroxide.
KOH potassium hydroxide.
Ca(OH)2 calcium hydroxide.
Mg(OH)2 magnesium hydroxide.
Al(OH)3 aluminum hydroxide.
Fe(OH)3 iron(III) hydroxide.

Tuy nhiên, khi xét rộng hơn trong hóa học vô cơ, hydroxide còn có thể được phân thành hydroxide bazơ, hydroxide lưỡng tính và hydroxide axit.

Hydroxide ion là gì?

Hydroxide ion là ion hydroxide có công thức

OH-

Ion này gồm

1 nguyên tử oxy.
1 nguyên tử hydro.
Mang điện tích -1.

Hydroxide ion đóng vai trò rất quan trọng trong hóa học axit bazơ.

Theo thuyết Arrhenius, bazơ là chất khi hòa tan trong nước có thể làm tăng nồng độ ion OH-.

Ví dụ

NaOH → Na+ + OH-

Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH-

Nồng độ OH- càng lớn thì dung dịch thường có tính kiềm càng rõ.

Hydroxide kí hiệu là gì?

Nếu hỏi hydroxide kí hiệu là gì cần phân biệt giữa ion hydroxide và hợp chất hydroxide.

Ion hydroxide có ký hiệu

OH-

Còn hydroxide kim loại thường có dạng

M(OH)n

Ví dụ

NaOH.
Ca(OH)2.
Fe(OH)2.
Fe(OH)3.
Cu(OH)2.

Số nhóm OH phụ thuộc vào điện tích của cation kim loại.

Ví dụ, Fe3+ cần ba ion OH- để trung hòa điện tích

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3

Công thức hidroxit được xác định như thế nào?

Để viết công thức hidroxit có thể dựa vào điện tích của ion kim loại.

Ví dụ với sodium

Na+ kết hợp với OH-

→ NaOH

Với calcium

Ca2+ cần 2OH-

→ Ca(OH)2

Với aluminium

Al3+ cần 3OH-

→ Al(OH)3

Có thể ghi nhớ công thức tổng quát

M(OH)n

trong đó n bằng điện tích dương của cation kim loại trong trường hợp đơn giản.

Hydroxide đọc là gì?

Từ hydroxide trong tiếng Anh được đọc gần giống hai-đrốc-xaiđ.

Trong danh pháp hóa học, tên hydroxide thường được tạo theo cấu trúc

Tên nguyên tố + hydroxide

Ví dụ

Sodium hydroxide natri hiđroxit.
Potassium hydroxide kali hiđroxit.
Calcium hydroxide canxi hiđroxit.
Magnesium hydroxide magie hiđroxit.
Aluminum hydroxide nhôm hiđroxit.

Với kim loại có nhiều số oxi hóa cần ghi rõ số oxi hóa.

Ví dụ

Fe(OH)2 iron(II) hydroxide.

Fe(OH)3 iron(III) hydroxide.

Cu(OH)2 copper(II) hydroxide.

Phân loại các hydroxide

Hydroxide có thể được chia thành nhiều nhóm dựa vào tính chất hóa học.

Hydroxide bazơ

Đây là những hydroxide chủ yếu thể hiện tính bazơ.

Ví dụ

NaOH.
KOH.
Ca(OH)2.
Ba(OH)2.
Mg(OH)2.

Các hydroxide bazơ có thể phản ứng với axit

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Hydroxide lưỡng tính

Hydroxide lưỡng tính có thể phản ứng với cả axit và bazơ mạnh.

Ví dụ

Al(OH)3.
Zn(OH)2.
Cr(OH)3.

Ví dụ

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O

Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]–

Hiđroxit axit

Trong cách phân loại rộng của hóa học vô cơ, hiđroxit axit là hydroxide tương ứng với oxide axit. Chúng thường được biết đến quen thuộc hơn dưới tên gọi các oxoacid.

Ví dụ

SO3 tương ứng H2SO4.

P2O5 tương ứng H3PO4.

Cl2O7 tương ứng HClO4.

Hiđroxit axit có công thức hóa học là gì?

Không có một công thức hóa học duy nhất cho tất cả hiđroxit axit.

Một dạng biểu diễn tổng quát có thể viết

XmOn(OH)p

trong đó nguyên tử trung tâm X liên kết với oxy và các nhóm OH.

Trong chương trình phổ thông, các hiđroxit axit thường được viết dưới dạng công thức axit quen thuộc như

H2CO3.
HNO3.
H3PO4.
H2SO4.
HClO4.

Ví dụ sulfuric acid H2SO4 có thể được hình dung theo cấu trúc

HO–S(=O)2–OH

Qua đó có thể thấy hai nhóm –OH liên kết với nguyên tử sulfur trung tâm.

Hydroxide có độ tan lớn nhất là chất nào?

Nếu xét các hydroxide kim loại kiềm thông dụng, độ tan trong nước nhìn chung tăng khi đi xuống nhóm IA mặc dù giá trị cụ thể còn phụ thuộc vào nhiệt độ.

Các hydroxide như

NaOH.
KOH.
RbOH.
CsOH.

đều tan rất tốt trong nước.

Trong các hydroxide thường gặp ở chương trình phổ thông, NaOH và KOH là những chất có độ tan rất lớn cả tạo dung dịch kiềm mạnh.

Nếu xét toàn bộ các hợp chất hydroxide, việc xác định chính xác hydroxide có độ tan lớn nhất cần quy định nhiệt độ và phạm vi chất được so sánh vì độ tan là đại lượng phụ thuộc điều kiện.

Độ tan trong nước của các hydroxide nhóm 2A

Độ tan trong nước của các hydroxide nhóm 2A có xu hướng tăng khi đi từ trên xuống dưới nhóm.

Nhóm IIA gồm

Các hydroxide tương ứng

Be(OH)2.
Mg(OH)2.
Ca(OH)2.
Sr(OH)2.
Ba(OH)2.

Nhìn chung độ tan tăng theo chiều

Mg(OH)2 < Ca(OH)2 < Sr(OH)2 < Ba(OH)2

Be(OH)2 có tính lưỡng tính thường được xem xét riêng.

Do độ tan tăng nên nồng độ ion OH- trong dung dịch bão hòa cũng có xu hướng tăng từ Mg(OH)2 xuống Ba(OH)2.

Ba(OH)2 vì thế tạo dung dịch có tính kiềm rõ rệt hơn Mg(OH)2 trong điều kiện tương tự.

Vì sao độ tan hydroxide nhóm 2A tăng dần?

Khi đi xuống nhóm IIA, bán kính ion kim loại tăng.

Lực hút giữa ion M2+ và OH- trong mạng tinh thể thay đổi làm năng lượng mạng tinh thể giảm đáng kể.

Sự thay đổi giữa năng lượng mạng và năng lượng hydrat hóa khiến độ tan của hydroxide nhìn chung tăng từ magnesium đến barium.

Do đó

Mg(OH)2 rất ít tan.

Ca(OH)2 tan ít.

Sr(OH)2 tan nhiều hơn.

Ba(OH)2 có độ tan tương đối cao hơn các chất đứng trên nó.

Hiđroxit axit có tính ăn mòn thủy tinh là gì?

Cụm từ này dễ gây nhầm lẫn.

Chất nổi tiếng có khả năng ăn mòn thủy tinh là hydrofluoric acid – HF. HF phản ứng với silicon dioxide SiO2, thành phần quan trọng của thủy tinh.

Phản ứng có thể biểu diễn

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

Tuy nhiên HF là hydrohalic acid chứ không phải hiđroxit axit theo nghĩa oxoacid.

Do đó, nếu gặp câu hỏi hiđroxit axit có tính ăn mòn thủy tinh là nhưng đáp án là HF cần hiểu rằng cách dùng thuật ngữ trong câu hỏi chưa thật sự chính xác. Trong hóa học phổ thông, chất có khả năng ăn mòn thủy tinh được nhắc đến phổ biến là HF.

Vì sao HF ăn mòn được thủy tinh?

Thủy tinh thông thường chứa silicon dioxide và các silicate.

HF có khả năng phản ứng với SiO2 tạo các hợp chất fluoride của silicon.

Một cách biểu diễn

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

Khi HF dư

SiF4 + 2HF → H2SiF6

Chính khả năng phản ứng với silica khiến HF không thích hợp bảo quản trong chai thủy tinh.

Các vật liệu polymer thích hợp thường được lựa chọn để chứa dung dịch HF.

Hiđroxit axit được dùng nhiều trong ngành nào?

Do hiđroxit axit là một nhóm rộng gồm nhiều oxoacid nên ứng dụng phụ thuộc vào từng loại.

Một số ngành sử dụng nhiều các hợp chất dạng này gồm

Công nghiệp phân bón

Phosphoric acid H3PO4 và sulfuric acid H2SO4 là những nguyên liệu quan trọng trong sản xuất phân bón.

Chúng được sử dụng để sản xuất

Phân phosphate.
Ammonium phosphate.
Superphosphate.
Một số loại phân NPK.

Công nghiệp hóa chất

Sulfuric acid, nitric acid và phosphoric acid được sử dụng làm nguyên liệu trong rất nhiều quy trình tổng hợp hóa chất.

Luyện kim

Một số axit được sử dụng để

Làm sạch bề mặt kim loại.
Xử lý quặng.
Điều chỉnh pH.
Sản xuất muối kim loại.

Công nghiệp thực phẩm

Phosphoric acid có thể được sử dụng làm chất điều chỉnh độ axit trong một số sản phẩm theo tiêu chuẩn thực phẩm.

Như vậy không thể nói tất cả hiđroxit axit chỉ được sử dụng nhiều trong một ngành duy nhất. Công nghiệp hóa chất cả sản xuất phân bón là hai lĩnh vực nổi bật.

Muối của hiđroxit axit có tên gọi là gì?

Muối của hiđroxit axit được gọi theo tên của gốc axit tương ứng.

Ví dụ

H2SO4 tạo gốc sulfate SO4^2-.

Các muối tương ứng gồm

Na2SO4 sodium sulfate.
K2SO4 potassium sulfate.
CaSO4 calcium sulfate.

H3PO4 tạo gốc phosphate PO4^3-.

Ví dụ

Na3PO4 sodium phosphate.
Ca3(PO4)2 calcium phosphate.

HNO3 tạo gốc nitrate NO3-.

Ví dụ

NaNO3 sodium nitrate.
KNO3 potassium nitrate.

Vì vậy tên muối phụ thuộc vào axit tạo ra gốc tương ứng chứ không có một tên chung duy nhất cho tất cả các muối của hiđroxit axit.

Một số hydroxide thường gặp

Dưới đây là bảng tổng hợp một số hydroxide phổ biến

Công thức	Tên gọi	Đặc điểm
NaOH	Sodium hydroxide	Bazơ mạnh, tan tốt
KOH	Potassium hydroxide	Bazơ mạnh, tan tốt
Mg(OH)2	Magnesium hydroxide	Ít tan
Ca(OH)2	Calcium hydroxide	Ít tan
Ba(OH)2	Barium hydroxide	Bazơ mạnh, tan tốt hơn Ca(OH)2
Al(OH)3	Aluminum hydroxide	Lưỡng tính
Zn(OH)2	Zinc hydroxide	Lưỡng tính
Fe(OH)2	Iron(II) hydroxide	Kết tủa xanh nhạt
Fe(OH)3	Iron(III) hydroxide	Kết tủa nâu đỏ
Cu(OH)2	Copper(II) hydroxide	Kết tủa xanh lam

Nếu bạn đang tìm hiểu hydroxide là gì thì là thuật ngữ dùng cho các hợp chất liên quan đến nhóm hydroxide hoặc hydroxide ion OH-. Với hydroxide kim loại, công thức hidroxit thường có dạng M(OH)n trong đó n phụ thuộc vào điện tích của kim loại.

Đối với câu hỏi hydroxide kí hiệu là gì, ion hydroxide có ký hiệu OH-. Trong khi đó, hydroxide đọc là gì thì tên tiếng Việt tương ứng là hiđroxit.

Về độ tan trong nước của các hydroxide nhóm 2A, xu hướng chung là tăng dần từ Mg(OH)2 qua Ca(OH)2, Sr(OH)2 đến Ba(OH)2. Các hydroxide cũng thể hiện mức độ kiềm khác nhau do sự khác biệt về độ tan.