Амфотеризм

редактировать

В химии амфотерный соединение представляет собой молекулу или ион, который может реагировать как кислота, и как основание. Что именно это может означать, зависит от , какие определения кислот и оснований используются. Префикс слова «амфотерный» происходит от греческого префикса amphi-, что означает и то, и другое.

Одним типом амфотерных частиц являются амфипротические молекулы, которые могут либо отдавать, либо принимать протон (H). Вот что означает «амфотерный» в кислотно-основной теории Бренстеда-Лоури. Примеры включают аминокислоты и белки, которые имеют группы аминов и карбоновой кислоты, и самоионизирующиеся соединения такие как вода.

оксиды металлов, которые реагируют как с кислотами, так и с основаниями с образованием солей и воды, известны как амфотерные оксиды. Многие металлы (такие как медь, цинк, олово, свинец, алюминий и бериллий ) образуют амфотерные оксиды или гидроксиды. Амфотеризм зависит от степени окисления оксида. Al2O3 представляет собой пример амфотерного оксида. Амфотерные оксиды также включают оксид свинца (II) и оксид цинка (II) и многие другие.

Амфолиты представляют собой амфотерные молекулы, которые содержат как кислотные, так и основные группы и будет существовать в основном в виде цвиттерионов в определенном диапазоне pH. Значение pH, при котором средний заряд равен нулю, называется изоэлектрической точкой молекулы. Амфолиты используются для установления стабильного градиента pH для использования в изоэлектрическом фокусировании.

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 Амфипротические молекулы
    • 2.1 Примеры
  • 3 Оксиды
  • 4 Гидроксиды
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Этимология

Амфотерный происходит от греческого слова amphoteroi (ἀμφότεροι), означающего «оба». Связанные слова в кислотно-основной химии - это амфихромат и амфихроин, оба описывают такие вещества, как кислотно-основные индикаторы, которые дают один цвет при реакции с кислотой, а другой - цвет при реакции с основанием.

Амфипротические молекулы

Согласно теории Бренстеда-Лоури кислот и оснований: кислоты являются донорами протонов, а основания - акцепторами протонов. Амфипротическая молекула (или ион) может либо отдавать, либо принимать протон, таким образом действуя либо как кислота, либо как основание. Вода, аминокислоты, гидрокарбонатный ион (бикарбонат-ион) и гидросульфат ион (бисульфат-ион) являются типичными примерами амфипротических частиц. Поскольку они могут отдавать протон, все амфипротические вещества содержат атом водорода. Кроме того, поскольку они могут действовать как кислота или основание, они являются амфотерными.

Примеры

Типичным примером амфипротического вещества является ион гидрокарбоната, который может действовать как основание:

HCO 3 + H 3 O → H 2CO3+ H 2O

или в виде кислоты:

HCO 3 + OH → CO 3 + H 2O

Таким образом, он может эффективно принимать или отдавать протон.

Вода является наиболее распространенным примером, действуя как основание при взаимодействии с кислотой, такой как хлористый водород :

H2O + HCl → H 3 O + Cl,

и действуя как кислота при реакции с основанием, таким как аммиак :

H2O + NH 3 → NH 4 + OH

Хотя амфипротонные частицы должны быть амфотерный, обратное неверно. Например, оксид металла ZnO не содержит водорода и не может отдавать протон. Вместо этого это кислота Льюиса, атом Zn которой принимает электронную пару от основания ОН. Другие оксиды и гидроксиды металлов, упомянутые выше, также действуют как кислоты Льюиса, а не как кислоты Бренстеда.

Оксиды

Оксид цинка (ZnO) реагирует как с кислотами, так и с основаниями:

  • В кислоте: ZnO + H 2SO4→ ZnSO 4 + H 2O
  • В основании: ZnO + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Zn (OH) 4]

Эта реакционная способность может использоваться для разделения различных катионов, например, цинк (II), который растворяется в основе, из марганца (II), который не растворяется в основе.

Оксид свинца (PbO):

  • В кислоте: PbO + 2 HCl → PbCl 2 + H 2O
  • В основании: PbO + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Pb (OH) 4]

Оксид алюминия (Al 2O3)

  • В кислоте: Al 2O3+ 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2O
  • В основании: Al 2O3+ 2 NaOH + 3 H 2 O → 2 Na [Al (OH) 4 ] (гидратированный алюминат натрия )

Оксид олова (SnO)

  • В кислоте: SnO +2 HCl ⇌ SnCl 2 + H 2O
  • В основании: SnO +4 NaOH + H 2 O ⇌ Na 4 [Sn (OH) 6]

Некоторыми другими элементами, образующими амфотерные оксиды, являются галлий, индий, скандий, титан, цирконий, ванадий, хром, железо, кобальт, медь, серебро, золото, германий, сурьма, висмут, бериллий и теллур.

гидроксиды

гидроксид алюминия также является амфотерным:

  • В качестве основания (нейтрализует кислоту): Al (OH) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3 H 2O
  • В качестве кислоты (нейтрализуя основание): Al (OH) 3 + NaOH → Na [Al (OH) 4]

гидроксид бериллия

  • с кислотой: Be (OH) 2 + 2 HCl → BeCl 2 + 2 H 2O
  • с основанием: Be (OH) 2 + 2 NaOH → Na 2 [Be (OH) 4].

См. Также

На Викискладе есть материалы, относящиеся к амфотерным оксидам.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-10 19:45:29
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте