Anfoterismo - Amphoterism

En química, un compuesto anfótero es una molécula o ión que puede reaccionar tanto como ácido como como base . Lo que esto puede significar exactamente depende de las definiciones de ácidos y bases que se utilicen. El prefijo de la palabra 'anfótero' se deriva de un prefijo griego amphi que significa "ambos".

Un tipo de especies anfóteras son las moléculas anfipróticas , que pueden donar o aceptar un protón (H + ). Esto es lo que significa "anfótero" en la teoría ácido-base de Brønsted-Lowry . Los ejemplos incluyen aminoácidos y proteínas , que tienen grupos amina y ácido carboxílico , y compuestos autoionizables como el agua .

Los óxidos metálicos que reaccionan tanto con ácidos como con bases para producir sales y agua se conocen como óxidos anfóteros. Muchos metales (como zinc , estaño , plomo , aluminio y berilio ) forman óxidos o hidróxidos anfóteros. El anfoterismo depende de los estados de oxidación del óxido. Al 2 O 3 es un ejemplo de óxido anfótero. Óxidos anfóteros también incluyen óxido de plomo (II) , y óxido de zinc (II) , entre muchos otros.

Anfolitos son moléculas anfóteras que contienen tanto grupos ácidos y básicos y que existirán principalmente como zwitteriones en un cierto rango de pH . El pH en el que la carga promedio es cero se conoce como punto isoeléctrico de la molécula . Los anfolitos se utilizan para establecer un gradiente de pH estable para su uso en el enfoque isoeléctrico .

Etimología

Anfótero se deriva de la palabra griega amphoteroi ( ἀμφότεροι ) que significa "ambos". Las palabras relacionadas en la química ácido-base son anficromático y anficroico , y ambas describen sustancias como indicadores ácido-base que dan un color al reaccionar con un ácido y otro color al reaccionar con una base.

Moléculas anfipróticas

Según la teoría de ácidos y bases de Brønsted-Lowry : los ácidos son donantes de protones y las bases son aceptores de protones. Una molécula anfiprótica (o ión) puede donar o aceptar un protón , actuando así como un ácido o una base . El agua , los aminoácidos , el ion hidrogenocarbonato (o ion bicarbonato) HCO 3 - , el ion dihidrogenofosfato H 2 PO 4 - y el ion hidrogenosulfato (o ion bisulfato) HSO 4 - son ejemplos comunes de especies anfipróticas. Como pueden donar un protón, todas las sustancias anfipróticas contienen un átomo de hidrógeno. Además, dado que pueden actuar como un ácido o una base, son anfóteros.

Ejemplos de

Un ejemplo común de sustancia anfiprótica es el ion hidrogenocarbonato, que puede actuar como base:

HCO 3 - + H 3 O + → H 2 CO 3 + H 2 O

o como ácido:

HCO 3 - + OH - → CO 3 2− + H 2 O

Por lo tanto, puede aceptar o donar un protón de manera efectiva.

El agua es el ejemplo más común, que actúa como base cuando reacciona con un ácido como el cloruro de hidrógeno :

H 2 O + HCl → H 3 O + + Cl - ,

y actuando como un ácido cuando reacciona con una base como el amoniaco :

H 2 O + NH 3 → NH 4 + + OH -

Algunos compuestos anfipróticos también son disolventes anfipróticos, como el agua, que puede actuar como ácido o como base dependiendo del soluto presente.

Aunque una especie anfiprótica debe ser anfótera, lo contrario no es cierto. Por ejemplo, el óxido metálico ZnO no contiene hidrógeno y no puede donar un protón. En cambio, es un ácido de Lewis cuyo átomo de Zn acepta un par de electrones de la base OH - . Los otros óxidos e hidróxidos metálicos mencionados anteriormente también funcionan como ácidos de Lewis en lugar de ácidos de Brønsted.

Óxidos

El óxido de zinc (ZnO) reacciona tanto con ácidos como con bases:

  • En ácido: ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O
  • En base: ZnO + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Zn (OH) 4 ]

Esta reactividad se puede utilizar para separar diferentes cationes , como el zinc (II), que se disuelve en la base, del manganeso (II), que no se disuelve en la base.

Óxido de plomo (PbO):

  • En ácido: PbO + 2 HCl → PbCl 2 + H 2 O
  • En base: PbO + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Pb (OH) 4 ]

Óxido de aluminio (Al 2 O 3 )

  • En ácido: Al 2 O 3 + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2 O
  • En base: Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O → 2 Na [Al (OH) 4 ] ( aluminato de sodio hidratado )

Óxido estannoso (SnO)

  • En ácido: SnO + 2 HCl ⇌ SnCl 2 + H 2 O
  • En base: SnO + 4 NaOH + H 2 O ⇌ Na 4 [Sn (OH) 6 ]

Algunos otros elementos que forman óxidos anfóteros son galio , indio , escandio , titanio , circonio , vanadio , cromo , hierro , cobalto , cobre , plata , oro , germanio , antimonio , bismuto , berilio y telurio .

Hidróxidos

El hidróxido de aluminio también es anfótero:

  • Como base (neutralizando un ácido): Al (OH) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3 H 2 O
  • Como ácido (neutralizando una base): Al (OH) 3 + NaOH → Na [Al (OH) 4 ]

Hidróxido de berilio

  • con ácido: Be (OH) 2 + 2 HCl → BeCl 2 + 2 H 2 O
  • con base: Be (OH) 2 + 2 NaOH → Na 2 [Be (OH) 4 ].

Ver también

Referencias