Theo thuyết axit – bazơ của Bronsted, các chất sau giữ vai trò là axit, bazơ, lưỡng tính hay trung tính?

Theo thuyết Brønsted (acid nhường H+, base nhận H+): axit là NH4+, HSO4–, Al3+; bazơ là PO43–, NH3, S2–, CO32–; lưỡng tính là H2PO4–, HS–; trung tính là Na+, Cl–. Mỗi kết luận được chứng minh bằng phản ứng của chất đó với nước ở bên dưới.

Theo thuyết Bronsted: chất nào là axit, bazơ, lưỡng tính?

Trả lời nhanh

Theo thuyết Brønsted (acid nhường H⁺, base nhận H⁺): axit là NH₄⁺, HSO₄^–, Al³⁺; bazơ là PO₄^3–, NH₃, S^2–, CO₃^2–; lưỡng tính là H₂PO₄^–, HS^–; trung tính là Na⁺, Cl^–. Mỗi kết luận được chứng minh bằng phản ứng của chất đó với nước ở bên dưới.

Đề bài

Theo thuyết axit – bazơ của Bronsted, các chất và ion sau giữ vai trò là axit, bazơ, lưỡng tính hay trung tính?

HSO₄^–, H₂PO₄^–, PO₄^3–, NH₃, S^2–, Na⁺, Al³⁺, Cl^–, CO₃^2–, NH₄⁺, HS^–

Lưu ý: danh sách chất trong đề của em có thể khác hoặc ít hơn; cách lập luận bên dưới áp dụng được cho mọi chất.

Lời giải chi tiết

Chất / ion	Vai trò	Phản ứng chứng minh (với nước)
NH₄⁺	Axit	NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺
HSO₄^–	Axit	HSO₄^– + H₂O ⇌ SO₄^2– + H₃O⁺
Al³⁺	Axit	Al³⁺ + H₂O ⇌ Al(OH)²⁺ + H⁺
PO₄^3–	Bazơ	PO₄^3– + H₂O ⇌ HPO₄^2– + OH^–
NH₃	Bazơ	NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH^–
S^2–	Bazơ	S^2– + H₂O ⇌ HS^– + OH^–
CO₃^2–	Bazơ	CO₃^2– + H₂O ⇌ HCO₃^– + OH^–
H₂PO₄^–	Lưỡng tính	H₂PO₄^– + H₂O ⇌ HPO₄^2– + H₃O⁺ H₂PO₄^– + H₂O ⇌ H₃PO₄ + OH^–
HS^–	Lưỡng tính	HS^– + H₂O ⇌ S^2– + H₃O⁺ HS^– + H₂O ⇌ H₂S + OH^–
Na⁺, Cl^–	Trung tính	Không nhường, không nhận H⁺ của nước (Na⁺ là cation của base mạnh NaOH, Cl^– là anion của acid mạnh HCl)

Kiểm tra lại: 3 axit + 4 bazơ + 2 lưỡng tính + 2 trung tính = 11 chất, đúng bằng số chất trong đề.

Vì sao phân loại như vậy?

Nhóm axit

NH₄⁺ có H có thể tách ra, để lại NH₃; nó không còn cặp electron tự do để nhận thêm H⁺, nên chỉ là axit.
HSO₄^– nhường H⁺ khá mạnh. Về hình thức nó có thể nhận H⁺ để tạo H₂SO₄, nhưng H₂SO₄ là axit mạnh, phân li hoàn toàn ở nấc thứ nhất, nên trong nước HSO₄^– chỉ thể hiện vai trò axit. Đây là chỗ học sinh hay xếp nhầm vào nhóm lưỡng tính.
Al³⁺ không chứa H, nhưng trong nước nó tồn tại dạng ion ngậm nước [Al(H₂O)₆]³⁺. Điện tích lớn, bán kính nhỏ của Al³⁺ kéo electron của phân tử nước liên kết, làm phân tử nước đó dễ nhường H⁺. Vì vậy dung dịch muối nhôm như AlCl₃, Al₂(SO₄)₃ có môi trường axit.

Nhóm bazơ

PO₄^3–, S^2–, CO₃^2– là anion gốc axit yếu đã mất hết H, nên chỉ có thể nhận H⁺. NH₃ có cặp electron tự do trên N để nhận H⁺ tạo NH₄⁺. Dung dịch Na₃PO₄, Na₂S, Na₂CO₃ và NH₃ đều làm quỳ tím hóa xanh.

Nhóm lưỡng tính

H₂PO₄^– và HS^– là anion gốc axit yếu còn H có khả năng phân li: chúng vừa nhường H⁺ (tạo HPO₄^2–, S^2–), vừa nhận H⁺ (tạo H₃PO₄, H₂S). Các ion tương tự: HCO₃^–, HPO₄^2–, HSO₃^–; phân tử H₂O cũng lưỡng tính.

Nhóm trung tính

Na⁺ (cation kim loại kiềm) và Cl^– (anion của axit mạnh) gần như không phản ứng với nước, nên dung dịch NaCl có pH ≈ 7.

Mẹo nhận nhanh và lỗi thường gặp

Cation NH₄⁺ và cation kim loại có điện tích lớn (Al³⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺…) thường là axit.
Anion gốc axit yếu không còn H (CO₃^2–, S^2–, PO₄^3–, CH₃COO^–, SO₃^2–) là bazơ.
Anion gốc axit yếu còn H (HCO₃^–, HS^–, H₂PO₄^–, HPO₄^2–) là lưỡng tính; riêng HSO₄^– là axit.
Cation kim loại kiềm, kiềm thổ (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Ba²⁺) và anion gốc axit mạnh (Cl^–, NO₃^–, SO₄^2–) là trung tính.
Lỗi hay gặp: viết sản phẩm là “H₃O^–” (sai điện tích, đúng phải là H₃O⁺) hoặc cho rằng ion không chứa H như Al³⁺ thì không thể là axit.

Ghi chú: sách Hóa học 11 chương trình mới gọi là thuyết Brønsted – Lowry và dùng thuật ngữ acid, base; nội dung phân loại hoàn toàn giống trên.

Bài tập luyện thêm có đáp án

Câu 1. Theo thuyết Brønsted, dãy nào gồm toàn các chất, ion lưỡng tính?

A. HCO₃^–, HS^–, H₂O
B. HSO₄^–, HCO₃^–, NH₄⁺
C. CO₃^2–, HS^–, Al³⁺
D. Na⁺, H₂PO₄^–, Cl^–

Đáp án A. B có HSO₄^–, NH₄⁺ là axit; C có CO₃^2– là bazơ, Al³⁺ là axit; D có Na⁺, Cl^– trung tính.

Câu 2. Trong các dung dịch cùng nồng độ: NaCl, NH₄Cl, Na₂CO₃, Al₂(SO₄)₃, dung dịch nào có pH > 7?

Đáp án: Na₂CO₃, vì CO₃^2– nhận H⁺ của nước sinh ra OH^–. NaCl có pH ≈ 7; NH₄Cl và Al₂(SO₄)₃ có pH < 7.

Câu 3. Trong phản ứng HCO₃^– + OH^– → CO₃^2– + H₂O, ion HCO₃^– đóng vai trò gì?

Đáp án: Axit, vì HCO₃^– nhường H⁺ cho OH^–. Trong phản ứng HCO₃^– + H⁺ → H₂O + CO₂, nó lại đóng vai trò bazơ, chứng tỏ HCO₃^– lưỡng tính.

Câu hỏi thường gặp

Theo thuyết Bronsted, axit và bazơ là gì?

Axit là chất hoặc ion nhường proton H+, bazơ là chất hoặc ion nhận proton H+; chất vừa nhường vừa nhận được H+ là chất lưỡng tính.

HSO4- là axit hay lưỡng tính theo Bronsted?

HSO4- được xếp là axit, vì H2SO4 là axit mạnh nên trong nước HSO4- hầu như không nhận thêm H+, chỉ nhường H+ để tạo SO4 2-.

Vì sao Al3+ là axit dù không chứa hiđro?

Trong nước Al3+ tồn tại dạng [Al(H2O)6]3+; ion này làm phân tử nước liên kết dễ nhường H+, nên dung dịch muối nhôm có môi trường axit.

Những ion nào là lưỡng tính theo Bronsted?

Các anion gốc axit yếu còn H phân li được như HCO3-, HS-, H2PO4-, HPO4 2-, HSO3- và phân tử H2O là lưỡng tính.

Na+ và Cl- có vai trò gì theo thuyết Bronsted?

Na+ và Cl- là ion trung tính vì không nhường cũng không nhận H+ của nước, nên dung dịch NaCl có pH xấp xỉ 7.