Знаймо

Додати знання

приховати рекламу



Цей текст може містити помилки.

Амфотерність



План:


Введення

Амфотерність (від др.-греч. (Ἀμφότεροι - "Подвійний", "обопільний") - здатність деяких сполук проявляти в залежності від умов як кислотні, так і основні властивості.

Поняття амфотерность як характеристика двоїстого поведінки речовини було введено в 1814 р. Ж. Гей-Люссаком і Л. Тенаром. А. Ганчо в рамках загальної хімічної теорії кислотно-основних взаємодій (1917-1927 рр..) Визначив амфотерность як "здатність деяких сполук проявляти як кислотні, так і основні властивості в залежності від умов і природи реагентів, що беруть участь в кислотно-основному взаємодії, особливо в залежності від властивостей розчинника " [1].

Амфотерні гідроксиди таких елементів головних підгруп, як бор, алюміній, галій, миш'як, сурма, селен та ін, таких елементів побічних підгруп як хром, цинк, молібден, вольфрам і багатьох інших. Зазвичай в хімічній поведінці гідроксидів переважає або кислотний, або основний характер [2].


1. Амфотерність як хімічна властивість

Амфотерність як хімічна властивість речовини може проявлятися по-різному:

1. В рамках теорії електролітичної дисоціації це здатність речовини до електролітичної дисоціації як за механізмом кислот (з відщеплення іонів гідроксонію, H +), так і за механізмом підстав (відщеплення гідроксид-іонів, OH -). Електроліти, які в розчині іонізуються одночасно по кислотному і основному типам називаються амфолітом [3]. Якщо позначити амфотерний електроліт формулою ROH, то його дисоціацію можна описати схемою:

H + + RO - Equilibrium rl.svg ROH Equilibrium rl.svg R + + OH -
Амфотерное поведінку фторхинолонов

Наприклад, кислотно-основні властивості азотистої кислоти визначаються рівноважними процесами дисоціації з утворенням нітрит-аніону і нітрозільного катіона:

HNO 2 Equilibrium rl.svg H + + NO 2 - (K a ~ 10 5)
HNO 2 Equilibrium rl.svg NO + + OH - (K b ~ 10 7).

Ідеальним амфолітом буде вода:

H 2 O Equilibrium rl.svg H + + O H -

Також до числа ідеальних амфолітом відносять гідроксид галію Ga (OH) 3, другі і треті константи дисоціації якого по кислотному і основному типам практично однакові [2].

2. В рамках протолітичну теорії Бренстеда-Лоурі прояв амфотерности розглядається як здатність протолітами виступати донором і акцептором протона. Наприклад, для води амфотерность проявляється як автопротоліз [4] :

H 2 O + H 2 O Equilibrium rl.svg H 3 O + + O H -

Амфолітом також будуть речовини, що мають у своєму складі функціональні групи, здатні бути донорами і акцепторами протонів. Наприклад, до амфотерним органічним електролітів відносяться білки, пептиди і амінокислоти. Так амінокислоти мають у своєму складі, принаймні, карбоксильну групу-COOH і аминогруппу-NH 2. У розчині ці групи піддаються часткової іонізації:

R-COOH + H 2 O Equilibrium rl.svg R-COO - + H 3 O +
R-NH 2 + H 2 O Equilibrium rl.svg R-NH 3 + + OH -

Таким чином, молекула амінокислоти знаходиться в двох рівноважних формах, зарядженої ( цвиттер-іон) і незарядженої. У цих комбінаціях R-COOH і R-NH 3 + є потенційними кислотами (донорами протонів, катіонів), а R-COO - і R-NH 2 - сполученими потенційними підставами (акцепторами протонів, катіонів).

3. Амфотерність може проявлятися як здатність речовини до взаємодії як з кислотами, так і з основами. Це характерно для оксидів, гідроксидів і комплексних сполук деяких p-елементів і більшості d-елементів в проміжних ступенях окиснення. Амфотерність в тій чи іншій мірі є загальною властивістю гідроксидів [3]. Наприклад, для сполук хрому (III) відомі реакції [5] :

Cr (OH 3) (тв) + 3HCl (р-р) Biochem reaction arrow foward NNNN horiz med.svg CrCl 3 (р-р) + 3H 2 O
Cr (OH 3) (тв) + NaOH (р-р) + 2H 2 O Biochem reaction arrow foward NNNN horiz med.svg Na [Cr (OH) 4 (H 2 O) 2] (р-р)
Cr 2 O 3 (тв) + 6HCl (р-р) Biochem reaction arrow foward NNNN horiz med.svg 2CrCl 3 (р-р) + 3H 2 O
Cr 2 O 3 (тв) + Na 2 CO 3 (плавл) Biochem reaction arrow foward NNNN horiz med.svg 2NaCrO 2 + CO 2 (газ)

Не відповідають дійсності традиційні уявлення про прояв амфотерности гідроксидів як дисоціації по кислотному і основному типам [2]. В загальному вигляді амфотерное поведінка нерозчинних гідроксидів хрому (III), алюмінію, цинку може описано як реакції іонного обміну іонів середовища з лігандами H 2 O і OH -. Наприклад, для Al (OH 3) іонні рівноваги можуть бути записані таким чином:

[Al (OH) 3 (H 2 O) 3] + 3H 3 O + Equilibrium rl.svg Al (H 2 O) 6 3 + + 3H 2 O (у кислому середовищі)
[Al (OH) 3 (H 2 O) 3] + 3OH - Equilibrium rl.svg Al (OH) 6 3 -. (У лужному середовищі)

4. У ряді випадків важливим непрямою ознакою амфотерности є здатність елемента утворювати два ряди солей, катіонного і аніонного типу [6]. Наприклад, для цинку: ZnCl 2, [Zn (H 2 O) 4] SO 4 (катіонні) і Na 2 ZnO 2, Na 2 (Zn (OH) 4) (аніонні).


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru