Химия - Амфотерность - Амфотерность как химическое свойство

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Амфотерность
2. Амфотерность как химическое свойство

Амфотерность как химическое свойство вещества может проявляться по-разному:

1. В рамках теории электролитической диссоциации это способность вещества к электролитической диссоциации как по механизму кислот, так и по механизму оснований. Электролиты, которые в растворе ионизируются одновременно по кислотному и основному типам называются амфолитами. Если обозначить амфотерный электролит формулой ROH, то его диссоциацию можно описать схемой:

H + RO ROH R + OH

Например, кислотно-основные свойства азотистой кислоты определяются равновесными процессами диссоциации с образованием нитрит-аниона и нитрозильного катиона:

HNO₂ H + NO₂

HNO₂ NO + OH.

Идеальным амфолитом будет вода:

H₂O H + O

Также к числу идеальных амфолитов относят гидроксид галлия Ga₃, вторые и третьи константы диссоциации которого по кислотному и основному типам практически одинаковы.

2. В рамках протолитической теории Брёнстеда-Лоури проявление амфотерности рассматривается как способность протолита выступать донором и акцептором протона. Например, для воды амфотерность проявляется как автопротолиз:

H₂O + H₂O H₃O + OH

Амфолитами также будут вещества, имеющие в своём составе функциональные группы, способные быть донорами и акцепторами протонов. Например, к амфотерным органическим электролитам относятся белки, пептиды и аминокислоты. Так аминокислоты имеют в своём составе, по крайней мере, карбоксильную группу –COOH и аминогруппу –NH₂. В растворе эти группы подвергаются частичной ионизации:

R–COOH + H₂O R–COO + H₃O

R–NH₂ + H₂O R–NH₃ + OH

Таким образом, молекула аминокислоты находится в двух равновесных формах, заряженной и незаряженной. В этих комбинациях R–COOH и R–NH₃ являются потенциальными кислотами, а R–COO и R–NH₂ – сопряженными потенциальными основаниями.

3. Амфотерность может проявляться как способность вещества к взаимодействию как с кислотами, так и с основаниями. Это характерно для оксидов, гидроксидов и комплексных соединений некоторых p-элементов и большинства d-элементов в промежуточных степенях окисления. Амфотерность в той или иной степени является общим свойством гидроксидов. Например, для соединений хрома известны реакции:

Cr + 3HCl CrCl₃ + 3H₂O

Cr + NaOH + 2H₂O Na

Cr₂O₃ + 6HCl 2CrCl₃ + 3H₂O

Cr₂O₃ + Na₂CO₃ 2NaCrO₂ + CO₂

Не соответствуют действительности традиционные представления о проявлении амфотерности гидроксидов как диссоциации по кислотному и основному типам. В общем виде амфотерное поведение нерастворимых гидроксидов хрома, алюминия, цинка может описано как реакции ионного обмена ионов среды с лигандами H₂O и OH. Например, для Al ионные равновесия могут быть записаны следующим образом:

+ 3H₃O Al₆ + 3H₂O

+ 3OH Al₆.

4. В ряде случаев важным косвенным признаком амфотерности является способность элемента образовывать два ряда солей, катионного и анионного типа. Например, для цинка: ZnCl₂,SO₄ и Na₂ZnO₂, Na₂₄).

Просмотров: 4159

<<< Химические свойства

Водородный показатель >>>