Lưỡng tính (hóa học)

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Trong hóa học, hợp chất lưỡng tính là một phân tử hoặc ion có thể phản ứng với cả axitbazơ. [1] Nhiều kim loại (như đồng, kẽm, thiếc, chì, nhômberili) tạo thành các oxit lưỡng tính hoặc hydroxit lưỡng tính. Tính lưỡng tính còn phụ thuộc vào trạng thái oxy hóa. Ví dụ Al2O3 là một oxit lưỡng tính.

Tiền tố của của từ amphoteric có nguồn gốc từ tiền tố Hy Lạp amphi-, có nghĩa là "cả hai". Trong hóa học, một hợp chất lưỡng tính là một chất có khả năng hoạt động như một axit hoặc một bazơ. Axit là chất cho proton (hoặc nhận cặp electron) còn bazơ nhận proton. Cho nên chất lưỡng tính là chất vừa thể hiện tính axit vừa thể hiện tính bazơ.

Các oxit kim loại phản ứng với cả axit cũng như bazơ để tạo ra muối và nước được gọi là oxit lưỡng tính. Chẳng hạn chì oxit và kẽm oxit.

Một loại trong nhóm hợp chất lưỡng tính là các phân tử amphiprotic, có thể cho hoặc nhận proton (H+). Các ví dụ bao gồm axit aminprotein, có các nhóm axit aminaxit cacboxylic và các hợp chất tự ion hóa như nước.

Ampholyte là các phân tử có chứa cả nhóm axit và nhóm bazơ, tồn tại chủ yếu dưới dạng lưỡng cực (zwitterions) trong khoảng pH nhất định. Độ pH có điện tích phân tử trung bình bằng 0 được gọi là điểm đẳng điện của phân tử. Ampholyte được dùng để duy trì độ pH ổn định trong phương pháp điện di đẳng điện.

Từ nguyên[sửa | sửa mã nguồn]

Amphoteric có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp amphoteroi (ἀμφότεροι) có nghĩa là "cả hai". Các từ liên quan trong hóa học axit-bazơ là amphichromaticamphichroic, cả hai từ này đều mô tả các chất chỉ thị axit-bazơ tạo màu khi phản ứng với axit và chuyển màu khác khi phản ứng với bazơ. [2]

Phân tử lưỡng tính[sửa | sửa mã nguồn]

Theo thuyết Brønsted-Lowry về axit và bazơ: axit là chất cho proton và bazơ là chất nhận proton. [3] Một phân tử lưỡng tính (hoặc ion) có thể cho hoặc nhận một proton, do đó hoạt động như một axit hoặc một bazơ. Nước, axit amin, ion hydrocacbonat (ion bicacbonat) và ion hydrosunfat (ion bisunfat) là những ví dụ phổ biến của các chất lưỡng tính. Vì chúng đều có nguyên tử hydro, có thể cho proton thể hiện tính axit. Ngoài ra, chúng có thể hoạt động như một bazơ nên chúng là chất lưỡng tính.

Ví dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Một ví dụ phổ biến của một chất lưỡng tính là ion hydrocacbonat, có thể hoạt động như một bazơ:

hoặc dưới dạng axit:

Do đó, nó có thể cho hoặc nhận một proton.

Nước là ví dụ phổ biến nhất, hoạt động như một bazơ khi phản ứng với một axit như hydroclorua:

và hoạt động như một axit khi phản ứng với một bazơ như amoniac:

Không phải tất cả các chất lưỡng tính đều là amphiprotic[sửa | sửa mã nguồn]

Hiển nhiên một hợp chất có thể cho hoặc nhận proton là chất lưỡng tính, nhưng điều ngược lại là không đúng. Ví dụ, oxit kim loại ZnO không chứa hydro và không thể cho một proton. Thay vào đó, nó là một axit Lewis có nguyên tử Zn nhận một cặp electron từ gốc OH-. Các oxit và hydroxit kim loại khác được đề cập ở trên cũng có vai trò như axit Lewis chứ không phải là axit Brønsted.

Oxit lưỡng tính và hydroxit [4][sửa | sửa mã nguồn]

Oxit lưỡng tính[sửa | sửa mã nguồn]

Kẽm oxit (ZnO) phản ứng với cả axit và bazơ:

  • Trong axit:
  • Trong bazơ:

Phản ứng này có thể được sử dụng để tách các cation khác nhau, chẳng hạn như kẽm (II) hòa tan trong bazơ từ mangan (II) không hòa tan trong bazơ.

Chì oxit (PbO):

  • Trong axit:
  • Trong bazơ:

Nhôm oxit (Al2O3)

  • Trong axit:
  • Trong bazơ: (hydrat natri aluminat)

Thiếc(II) oxit (SnO)

  • Trong axit: SnO +2 HCl cân bằng với SnCl 2 + H2O
  • Trong bazơ: SnO + 4NaOH + H2O cân bằng với Na4[Sn(OH)6]

Một số nguyên tố khác cũng tạo thành oxit lưỡng tính là gallium, indium, scandium, titan, zirconium, vanadi, crom, sắt, coban, đồng, bạc, vàng, gecmani, antimon, bismuth, và telua.

Hydroxit lưỡng tính[sửa | sửa mã nguồn]

Nhôm hydroxit cũng là chất lưỡng tính:

  • Là một bazơ (trung hòa một axit): Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
  • Là một axit (trung hòa một bazơ): Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

Beryllium hydroxit

  • với axit: Be(OH)2 + 2HCl → BeCl2 + 2H2O
  • với bazơ: Be (OH)2 + 2NaOH → Na2[Be(OH)4]. [5]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tài liệu tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "amphoteric". Toàn văn bản Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.
  2. ^ Từ điển khoa học chim cánh cụt 1994, Penguin Books
  3. ^ RH Petrucci, WS Harwood và FG Herring, "Hóa học đại cương" (lần thứ 8, Prentice-Hall 2002), tr.669
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2004). Inorganic Chemistry (ấn bản 2). Prentice Hall. tr. 173–4. ISBN 978-0130399137. 
  5. ^ CHEMIX School & Lab - Phần mềm học hóa học, của Arne Standnes (yêu cầu tải xuống chương trình)