Amfoter

Amfoteritate (din altă greacă ἀμφότεροι „dublu, dublu; reciproc”) - capacitatea unor substanțe chimice și compuși de a prezenta atât proprietăți acide , cât și bazice, în funcție de condiții .

Conceptul de amfoteritate ca caracteristică a comportamentului dual al unei substanțe a fost introdus în 1814 de J. Gay-Lussac și L. Tenard . A. Hanch , în cadrul teoriei chimice generale a interacțiunilor acido-baze (1917-1927), a definit amfoteritatea ca „ abilitatea unor compuși de a prezenta atât proprietăți acide, cât și proprietăți bazice, în funcție de condițiile și natura reactivilor implicați. în interacţiunea acido-bazică, mai ales în funcţie de proprietăţile solventului » [1] .

Hidroxizi amfoteri ai unor elemente din subgrupele principale cum ar fi beriliu , aluminiu , galiu , arsen , antimoniu , seleniu etc., elemente ale subgrupurilor secundare precum crom, zinc, molibden, wolfram și multe altele. De obicei, comportamentul chimic al hidroxizilor este dominat de caracterul acid sau bazic [2] .

Amfoteritatea ca proprietate chimică

Amfoteritatea ca proprietate chimică a unei substanțe se poate manifesta în diferite moduri:

1. În cadrul teoriei disocierii electrolitice , aceasta este capacitatea unei substanțe de a se disocia electrolitic atât prin mecanismul acizilor (cu eliminarea ionilor de hidroniu, H + ), cât și prin mecanismul bazelor (eliminarea ioni de hidroxid, OH - ). Electroliții , care în soluție sunt ionizați simultan de tipuri acide și bazice, se numesc amfoliți [3] . Dacă notăm electrolitul amfoter cu formula XOH, atunci disocierea acestuia poate fi descrisă prin schema:

{\mathsf {H^{+}+XO^{-}\rightleftarrows XOH\rightleftarrows X^{+}+OH^{-}}}

De exemplu, proprietățile acido-bazice ale acidului azot sunt determinate de procesele de disociere de echilibru cu formarea unui anion nitrit și a unui cation nitrozil:

{\mathsf {HNO_{2}\rightleftarrows H^{+}+NO_{2}^{-}\ \ K_{a}\aproximativ 10^{{-5))))

{\mathsf {HNO_{2}\rightleftarrows NU^{+}+OH^{-}\ \ K_{b}\aproximativ 10^{{-7))))

Amfolitul ideal ar fi apa:

{\mathsf {H_{2}O\rightleftarrows H^{+}+OH^{-}}}

De asemenea, hidroxidul de galiu Ga(OH) 3 se numără printre amfoliții ideali , a căror constantă de disociere a doua și a treia sunt practic aceleași în tipurile acide și bazice [2] .

2. În cadrul teoriei protolitice Bronsted-Lowry, manifestarea amfoterității este considerată ca fiind capacitatea protolitului de a acționa ca donor și acceptor de protoni . De exemplu, pentru apă, amfoteritatea se manifestă ca autoprotoliză [4] :

{\mathsf {2H_{2}O\rightarrow H_{3}O^{+}+OH^{-}}}

Amfoliții vor fi și substanțe care au în compoziția lor grupe funcționale care pot fi donatori și acceptori de protoni. De exemplu, electroliții organici amfoteri includ proteine , peptide și aminoacizi . Deci aminoacizii au cel puțin o grupare carboxil -COOH și o grupare amino -NH2 în compoziția lor . În soluție, aceste grupe suferă ionizare parțială:

{\mathsf {H_{2}N{\text{-}}CH(R){\text{-}}COOH+H_{2}O\rightleftarrows H_{2}N{\text{-}}CH( R){\text{-}}COO^{-}+H_{3}O^{+}}}

{\mathsf {H_{2}N{\text{-}}CH(R){\text{-}}COOH+H_{2}O\rightleftarrows [H_{3}N{\text{-}}CH (R){\text{-}}COOH]^{+}+OH^{-}}}

Astfel, molecula de aminoacid este în două forme de echilibru, încărcată ( zwitterion ) și neîncărcată. În aceste combinații, R–COOH și R–NH 3 + sunt acizi potențiali (donatori de protoni și cationi), iar R–COO– și R–NH 2 sunt baze potențiale conjugate (acceptori de protoni și cationi).

3. Amfoteritatea se poate manifesta ca abilitatea unei substanțe de a interacționa atât cu acizii, cât și cu bazele. Aceasta este caracteristică oxizilor , hidroxizilor și compușilor complecși ai unor elemente p și a majorității elementelor d în stări intermediare de oxidare. Amfoteritatea într-un grad sau altul este o proprietate comună a hidroxizilor [3] . De exemplu, pentru compușii de crom (III), reacțiile sunt cunoscute [5] :

{\mathsf {Cr(OH)_{3}+3HCl\rightarrow CrCl_{3}+3H_{2}O))

{\mathsf {Cr(OH)_{3}+3NaOH\rightarrow Na_{3}[Cr(OH)_{6}]}}

{\mathsf {Cr_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+3H_{2}O}}

{\mathsf {Cr_{2}O_{3}+2NaOH{\xrightarrow[ {}]{^{o}t))2NaCrO_{2}+H_{2}O))

Ideile tradiționale despre manifestarea amfoterității hidroxizilor ca disociere după tipuri acide și bazice nu corespund realității [2] . În termeni generali, comportamentul amfoter al hidroxizilor insolubili de crom (III), aluminiu, zinc poate fi descris ca reacții de schimb ionic al ionilor medii cu liganzii H 2 O și OH - . De exemplu, pentru Al(OH) 3 echilibrele ionice pot fi scrise după cum urmează:

{\mathsf {[Al(OH)_{3}(H_{2}O)_{3}]+3H_{3}O^{+}\rightleftarrows [Al(H_{2}O)_{6} ]^{{3+}}+3H_{2}O}}

{\mathsf {[Al(OH)_{3}(H_{2}O)_{3}]+3OH^{-}\rightleftarrows [Al(OH)_{6}]^{{3-)) +3H_{2}O}}

4. În unele cazuri, un semn indirect important de amfoteritate este capacitatea unui element de a forma două rânduri de săruri, de tipuri cationice și anionice [6] . De exemplu, pentru zinc: ZnCI2 , [Zn( H20 ) 4 ]SO4 ( cationic) şi Na2Zn02 , Na2 ( Zn ( OH) 4 ) (anionic).

Link -uri

Amfoter // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.

Literatură

Hidroxizi amfoteri și comportamentul lor în soluții apoase / Korolkov DV Fundamentele chimiei anorganice. - M.: Iluminismul, 1982. - 271 p.
Proprietăți acide și bazice / Chimie generală. Ed. E. M. Sokolovskaya și L. S. Guzeya. - M .: Editura din Moscova. un-ta, 1989. - 640 p. un-ta, 1989. - 640 p.

Note

↑ Tanganov B.B. Metode chimice de analiză. - Ulan-Ude, 2005. - 550 p.
↑ 1 2 3 Hidroxizi amfoteri și comportamentul lor în soluții apoase / Korolkov DV Fundamentele chimiei anorganice . - M.: Iluminismul, 1982. - 271 p.
↑ 1 2 Ugay Ya. A. Chimie generală și anorganică. - M.: Şcoala superioară, 1997. - 527 p.
↑ Autoprotolysis of water Copie de arhivă din 13 octombrie 2011 la Wayback Machine / Zhukov S. T. Chemistry. Clasa 8-9
↑ Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Proprietăți chimice ale substanțelor anorganice. - M.: Chimie, 2000. - 480 p.: ill.
↑ Proprietăți acide și bazice / Chimie generală. Ed. E. M. Sokolovskaya și L. S. Guzeya. - M .: Editura din Moscova. un-ta, 1989. - 640 p. un-ta, 1989. - 640 p.