Anfoterismo - Amphoterism

Em química, um composto anfotérico é uma molécula ou íon que pode reagir tanto como ácido quanto como base . O que exatamente isso pode significar depende de quais definições de ácidos e bases estão sendo usadas. O prefixo da palavra 'anfotérico' é derivado de um prefixo grego amphi que significa "ambos".

Um tipo de espécie anfotérica são as moléculas anfipróticas , que podem doar ou aceitar um próton (H ⁺ ). Isso é o que "anfotérico" significa na teoria ácido-base de Brønsted-Lowry . Os exemplos incluem aminoácidos e proteínas , que têm grupos amina e ácido carboxílico , e compostos autoionizáveis , como água .

Os óxidos de metal que reagem com ácidos e bases para produzir sais e água são conhecidos como óxidos anfotéricos. Muitos metais (como zinco , estanho , chumbo , alumínio e berílio ) formam óxidos ou hidróxidos anfotéricos. O anfoterismo depende dos estados de oxidação do óxido. Al ₂ O ₃ é um exemplo de óxido anfotérico. Óxidos anfotéricos incluem óxido de chumbo (II) , e óxido de zinco (II) , entre muitos outros.

Anfolitos são moléculas anfotéricas que contêm grupos ácidos e básicos e existem principalmente como zwitterions em uma determinada faixa de pH . O pH no qual a carga média é zero é conhecido como ponto isoelétrico da molécula . Anfolitos são usados para estabelecer um gradiente de pH estável para uso em focagem isoelétrica .

Etimologia

Amphoteric é derivado da palavra grega amphoteroi ( ἀμφότεροι ) que significa "ambos". Palavras relacionadas em química ácido-base são anficromáticas e anficróicas , ambas descrevendo substâncias como indicadores de ácido-base que dão uma cor na reação com um ácido e outra cor na reação com uma base.

Moléculas anfipróticas

De acordo com a teoria de ácidos e bases de Brønsted-Lowry : os ácidos são doadores de prótons e as bases são aceitadores de prótons. Uma molécula anfiprótica (ou íon) pode doar ou aceitar um próton , agindo assim como um ácido ou uma base . Água , aminoácidos , íon hidrogenocarbonato (ou íon bicarbonato) HCO ₃^- , íon di-hidrogenofosfato H ₂ PO ₄^- e íon sulfato de hidrogênio (ou íon bissulfato) HSO ₄^- são exemplos comuns de espécies anfipróticas. Como podem doar um próton, todas as substâncias anfipróticas contêm um átomo de hidrogênio. Além disso, uma vez que podem agir como um ácido ou uma base, são anfotéricos.

Exemplos

Um exemplo comum de uma substância anfiprótica é o íon carbonato de hidrogênio, que pode atuar como uma base:

HCO ₃^- + H ₃ O ⁺ → H ₂ CO ₃ + H ₂ O

ou como um ácido:

HCO ₃^- + OH ^- → CO ₃²⁻ + H ₂ O

Assim, pode efetivamente aceitar ou doar um próton.

Água é o exemplo mais comum, agindo como uma base ao reagir com um ácido, como cloreto de hidrogênio :

H ₂ O + HCl → H ₃ O ⁺ + Cl ^- ,

e agindo como um ácido ao reagir com uma base, como a amônia :

H ₂ O + NH ₃ → NH ₄⁺ + OH ^-

Alguns compostos anfipróticos também são solventes anfipróticos, como a água, que pode atuar como um ácido ou uma base, dependendo do soluto presente.

Embora uma espécie anfiprótica deva ser anfotérica, o inverso não é verdadeiro. Por exemplo, o óxido metálico ZnO não contém hidrogênio e não pode doar um próton. Em vez disso, é um ácido de Lewis cujo átomo de Zn aceita um par de elétrons da base OH ^- . Os outros óxidos e hidróxidos metálicos mencionados acima também funcionam como ácidos de Lewis em vez de ácidos de Brønsted.

Óxidos

O óxido de zinco (ZnO) reage com ácidos e bases:

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

Essa reatividade pode ser usada para separar cátions diferentes , como o zinco (II), que se dissolve na base, do manganês (II), que não se dissolve na base.

Óxido de chumbo (PbO):