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两性 (化学)

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两性(amphoteric)物质是既可跟反应、又能跟反应的物质,[1]其定义取决于酸和碱的定义

种类

两性

布劳酸碱理论两性(amphiprotic)分子或离子可供或受质子,如氨基酸蛋白质胺基(-NH₂)和羧酸(-CO₂H)基团,是两性分子。等可自电离的化合物都是两性物。

    • 与酸:H₂O+HCl → H₃O⁺+Cl⁻
    • 与碱:H₂O+NH₃ → NH₄⁺+OH⁻
    • 水的离子积(25℃):KW=[H₃O⁺]×[OH⁻]=1.0×10⁻¹⁴

两性电解质

两性电解质(Ampholyte)是有酸性和碱性官能团的两性分子,例如氨基酸H₂N-RCH-CO₂H有碱性基团NH₂和酸性基团CO₂H,在几种结构间平衡

H₂N-RCH-CO₂H+H₂O ⇌ H₂N-RCH-CO₂⁻+H₃O⁺ ⇌ H₃N⁺-RCH-CO₂H+OH⁻ ⇌ H₃N⁺-RCH-CO₂⁻+H₂O

在约莫中性的水溶液(酸碱值约7),碱性胺基多数受了质子,而羧酸基多数脱了质子,主要物种是内盐H₃N⁺-RCH-CO₂⁻。平均电荷为〇的酸碱值是分子的等电点。两性电解质可用来建立稳定的酸碱值梯度以用于等电位聚焦

(氢)氧化物

氧化物的酸碱取决于其氧化态。两性氧化物跟不同酸碱值溶液有不同反应,可与酸又可与碱反应成盐和水,多为金属氧化物等金属可形成两性(氢)氧化物,如氧化铝氧化锌[2]一氧化铅[2]。这些反应可用来分开不同正离子,如

与酸 与碱
氢氧化铝(简式) Al(OH)₃+3HCl → AlCl₃+3H₂O Al(OH)₃+NaOH → NaAl(OH)₄
二氧化钒 VO₂+2HCl → VOCl₂+H₂O 4VO₂+2NaOH → Na₂V₄O₉+H₂O
氧化锌 ZnO+2H⁺ → Zn²⁺+H₂O ZnO+2OH⁻+H₂O → Zn(OH)₄²⁻
一氧化锡 SnO+2HCl  SnCl₂+H₂O SnO+4NaOH+H₂O ↔ Na₄Sn(OH)₆
一氧化铅 PbO+2H⁺ → Pb²⁺ + H2O PbO+2NaOH+H₂O → Na₂Pb(OH)₄

参阅

参考资料

  1. ^ 国际纯化学和应用化学联合会化学术语概略,第二版。(金皮书)(1997)。在线校正版: (2006–) "amphoteric"。doi:10.1351/goldbook.A00306
  2. ^ 2.0 2.1 Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Inorganic Chemistry 2nd. Prentice Hall. 2004: 173–4. ISBN 978-0130399137.