Амфотеризм - Amphoterism

Химияда ан амфотериялық қосылыс - бұл екеуі де реакцияға түсе алатын молекула немесе ион қышқыл және а негіз.[1] Мұның нақты нені білдіретініне байланысты қышқылдар мен негіздердің қандай анықтамалары пайдаланылуда. 'Амфотерик' сөзінің префиксі грек тіліндегі префикстен алынған amphi-, бұл екеуін де білдіреді.

Амфотериялық түрлердің бір түрі амфипротикалық не бере алады, не қабылдай алатын молекулалар протон (H+). Бұл «амфотериялық» дегенді білдіреді Бронстед-Лоури қышқылы-негіз теориясы. Мысалдарға мыналар жатады аминқышқылдары және белоктар, бар амин және карбон қышқылы топтар, және өздігінен иондалатын қосылыстар сияқты су.

Металл оксидтері тұздар мен суды алу үшін екі қышқылмен, сондай-ақ негіздермен әрекеттесетіндер амфотерлі оксидтер деп аталады. Көптеген металдар (мысалы мырыш, қалайы, қорғасын, алюминий, және берилий ) амфотерлі оксидтер немесе гидроксидтер түзеді. Амфотеризм тәуелді тотығу дәрежелері оксидінің Al2O3 амфотерлі оксидтің мысалы болып табылады. Амфотерлі оксидтерге де кіреді Қорғасын (II) оксиді, және мырыш (II) оксиді, басқалардың арасында.[2]

Амфолиттер құрамында қышқылды және негіздік топтары бар амфотерлі молекулалар болып табылады және олар негізінен сол күйінде болады zwitterions белгілі бір диапазонда рН. Орташа заряд нөлге тең болатын рН молекула деп аталады изоэлектрлік нүкте.Амфолиттер қолдану үшін тұрақты рН градиентін құру үшін қолданылады изоэлектрлік фокустау.

Этимология

Амфотериялық грек сөзінен шыққан амфотерой (ἀμφότεροι) «екеуі де» деген мағынаны білдіреді. Қышқыл-негіздік химиядағы өзара байланысты сөздер амфихроматикалық және амфихроикалықсияқты заттарды сипаттайтын қышқыл-негіз индикаторлары олар қышқылмен реакцияға бір түсті, негізбен реакцияға басқа түс береді.[3]

Амфипротикалық молекулалар

Сәйкес Бронстед-Лоури теориясы қышқылдар мен негіздер: қышқылдар протон донорлары, ал негіздер протон акцепторлар.[4] Амфипротикалық молекула (немесе ион) а-ны бере алады немесе қабылдай алады протон, осылайша немесе қышқыл немесе а негіз. Су, аминқышқылдары, сутегі карбонаты ион (бикарбонатты ион) және сутегі сульфаты ион (бисульфат ионы) - амфипротикалық түрлердің кең таралған мысалдары. Олар протонды бере алатындықтан, барлық амфипротикалық заттар сутек атомынан тұрады. Сонымен қатар, олар қышқыл немесе негіз сияқты әрекет ете алатындықтан, олар амфотерлі.

Мысалдар

Амфипротикалық заттың кең тараған мысалы - сутегі карбонат ионы, ол негіз бола алады:

HCO3 + H3O+ → H2CO3 + H2O

немесе қышқыл ретінде:

HCO3 + OH → CO32− + H2O

Осылайша, ол протонды тиімді қабылдай алады немесе бере алады.

Сияқты қышқылмен әрекеттескенде негіз ретінде әрекет ететін су - ең көп таралған мысал сутегі хлориді:

H2O + HCl → H3O+ + Cl,

сияқты негізбен әрекеттескенде қышқыл ретінде әрекет етеді аммиак:

H2O + NH3 → NH4+ + OH

Амфипротикалық түр амфотерлі болуы керек болғанымен, керісінше дұрыс емес. Мысалы, металл оксиді ZnO құрамында сутегі жоқ және протон бере алмайды. Оның орнына бұл Льюис қышқылы оның Zn атомы OH базасынан электрон жұбын қабылдайды. Жоғарыда айтылған басқа металл оксидтері мен гидроксидтері Бронстед қышқылдарының орнына Льюис қышқылдарының қызметін атқарады.

Оксидтер

Мырыш оксиді (ZnO) екі қышқылмен де, негіздермен де әрекеттеседі:

  • Қышқылда: ZnO + H2СО4 → ZnSO4 + H2O
  • Негізінде: ZnO + 2 NaOH + H2O → Na2[Zn (OH)4]

Бұл реактивтілікті әр түрлі бөлуге қолдануға болады катиондар мысалы, негізде ерімейтін мырыш (II), марганецтен (II), негізде ерімейді.

Қорғасын оксиді (PbO):

  • Қышқылда: PbO + 2 HCl → PbCl2 + H2O
  • Негізінде: PbO + 2 NaOH + H2O → Na2[Pb (OH)4]

Алюминий оксиді (Ал2O3)

  • Қышқылда: Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O
  • Негізінде: Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 Na [Al (OH)4] (гидратталған натрий алюминаты )

Тұрақты оксид (SnO)

  • Қышқылда: SnO +2 HCl ⇌ SnCl2 + H2O
  • Негізінде: SnO +4 NaOH + H2O ⇌ Na4[Sn (OH)6]

Амфотерлі оксидтер түзетін кейбір басқа элементтер галлий, индий, скандий, титан, цирконий, ванадий, хром, темір, кобальт, мыс, күміс, алтын, германий, сурьма, висмут, берилий және теллур.

Гидроксидтер

Алюминий гидроксиді сонымен қатар амфотерлі:

  • Негіз ретінде (қышқылды бейтараптайды): Al (OH)3 + 3 HCl → AlCl3 + 3 H2O
  • Қышқыл ретінде (негізді бейтараптандырады): Al (OH)3 + NaOH → Na [Al (OH)4]

Бериллий гидроксиді

  • қышқылмен: Be (OH)2 + 2 HCl → BeCl2 + 2 H2O
  • негізімен: Be (OH)2 + 2 NaOH → Na2[Бол (OH)4].[5]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ IUPAC, Химиялық терминология жинағы, 2-ші басылым. («Алтын кітап») (1997). Желідегі түзетілген нұсқа: (2006–) «амфотериялық ". дои:10.1351 / goldbook.A00306
  2. ^ Housecroft, C. E .; Шарп, А.Г. (2004). Бейорганикалық химия (2-ші басылым). Prentice Hall. 173-4 бет. ISBN  978-0-13-039913-7.
  3. ^ Penguin Science Dictionary 1994, Penguin Books
  4. ^ Петруччи, Ральф Х.; Харвуд, Уильям С .; Херринг, Ф. Джеффри (2002). Жалпы химия: принциптері және заманауи қолданылуы (8-ші басылым). Жоғарғы седла өзені, NJ: Prentice Hall. б.669. ISBN  978-0-13-014329-7. LCCN  2001032331. OCLC  46872308.CS1 maint: ref = harv (сілтеме)
  5. ^ CHEMIX мектебі және зертханасы - Химияны оқытуға арналған бағдарлама, Arne Standnes (бағдарламаны жүктеу қажет)