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. Sự lưỡng tính phụ thuộc vào trạng thái oxy hóa của oxit. Al2O3 là một ví dụ về 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 chất lưỡng tính là một chất có khả năng hoạt động như một axit hoặc một bazơ. Hãy nhớ rằng axit cho proton (hoặc nhận cặp electron) và bazơ nhận proton. Các chất lưỡng tính có thể thực hiện một trong hai.

Các oxit kim loại phản ứng với cả axit cũng như bazơ để tạo ra muối và nước được gọi là oxit lưỡng tính. Oxit lưỡng tính bao gồm oxit chìoxit kẽm, trong số nhiều loại khác.

Một loại các 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.

Ampholytes là các phân tử lưỡng tính có chứa cả nhóm axit và nhóm cơ bản và sẽ tồn tại chủ yếu dưới dạng zwitterions trong một phạm vi pH nhất định. Độ pH có điện tích trung bình bằng 0 được gọi là điểm đẳng điện của phân tử. Ampholytes được sử dụng để thiết lập độ pH ổn định để sử dụng trong tập trung 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 đều mô tả các chất như chỉ thị axit-bazơ tạo ra một màu trên phản ứng với axit và màu khác trên phản ứng với bazơ. [2]

Phân tử lưỡng tính[sửa | sửa mã nguồn]

Theo lý 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 hydro cacbonat (ion bicacbonat) và ion hydro sunfat (ion bisunfat) là những ví dụ phổ biến của các chất lưỡng tính. Vì chúng đều có thể cho một proton, tất cả các chất lưỡng tính đều chứa một nguyên tử hydro. Ngoài ra, vì chúng có thể hoạt động như một axit hoặc một bazơ, chúng là chất lưỡng tính.

Ví dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Một ví dụ phổ biến của một chất lưỡng tính là ion hydro cacbonat, 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 hydro clorua:

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

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

Mặc dù một chất lưỡng tính phải là lưỡng tính, nhưng điều ngược lại là không đúng. Ví dụ, oxit kim loại ZnO không chứa hydro và không thể tặng một proton. Thay vào đó, nó là một axit Lewis có nguyên tử Zn chấp nhận một cặp electron từ gốc OH-. Các oxit và hydroxit kim loại khác được đề cập ở trên cũng có chức năng 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.

Ôxít chì (PbO):

  • Trong axit:
  • Trong bazơ:

Ôxít nhôm (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 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)