Anfoterismo
En química, un compuesto anfótero es una molécula o ión que puede reaccionar tanto como ácido como como base . [1] 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 del 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. [2]
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. [3]
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. [4] Una molécula anfiprótica (o ión) puede donar o aceptar un protón , actuando así como un ácido o una base . Agua , aminoácidos , ion hidrogenocarbonato (o ion bicarbonato) HCO 3 - , ion dihidrogenofosfato H 2 PO 4 - e 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. [5]
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 de estaño (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 ]. [6]
Ver también
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con los óxidos anfóteros . |
- Zwitterion
- Punto isoeléctrico
- Ate complex
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " anfótero ". doi : 10.1351 / goldbook.A00306
- ^ Housecroft, CE; Sharpe, AG (2004). Química inorgánica (2ª ed.). Prentice Hall. págs. 173–4. ISBN 978-0-13-039913-7.
- ↑ Penguin Science Dictionary 1994, Penguin Books
- ^ Petrucci, Ralph H .; Harwood, William S .; Arenque, F. Geoffrey (2002). Química general: principios y aplicaciones modernas (8ª ed.). Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall. pag. 669 . ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331 . OCLC 46872308 .
- ^ Skoog, Douglas A .; West, Donald M .; Holler, F. James; Crouch, Stanley R. (2014). Fundamentos de química analítica (Novena ed.). Belmont, CA. pag. 200. ISBN 978-0-495-55828-6. OCLC 824171785 .
- ^ CHEMIX School & Lab - Software para el aprendizaje de la química, por Arne Standnes (se requiere descarga del programa)
- Propiedades químicas
- Química ácido-base
- Química General
