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兩性 (化學)

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兩性(amphoteric)物質是既可跟反應、又能跟反應的物質,[1]其定義取決於酸和鹼的定義

種類

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兩性

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布勞酸鹼理論兩性(amphiprotic)分子或離子可供或受質子,如氨基酸蛋白質胺基(-NH₂)和羧酸(-CO₂H)基團,是兩性分子。等可自電離的化合物都是兩性物。

    • 與酸:H₂O+HCl → H₃O⁺+Cl⁻
    • 與鹼:H₂O+NH₃ → NH₄⁺+OH⁻
    • 水的離子積(25℃):KW=[H₃O⁺]×[OH⁻]=1.0×10⁻¹⁴

兩性電解質

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兩性電解質(Ampholyte)是有酸性和鹼性官能團的兩性分子,例如氨基酸H₂N-RCH-CO₂H有鹼性基團NH₂和酸性基團CO₂H,在幾種結構間平衡

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

在約莫中性的水溶液(酸鹼值約7),鹼性胺基多數受了質子,而羧酸基多數脫了質子,主要物種是內鹽H₃N⁺-RCH-CO₂⁻。平均電荷為〇的酸鹼值是分子的等電點。兩性電解質可用來建立穩定的酸鹼值梯度以用於等電位聚焦

(氫)氧化物

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氧化物的酸鹼取決於其氧化態。兩性氧化物跟不同酸鹼值溶液有不同反應,可與酸又可與鹼反應成鹽和水,多為金屬氧化物等金屬可形成兩性(氫)氧化物,如氧化鋁氧化鋅[2]一氧化鉛[2]。這些反應可用來分開不同正離子,如

與酸 與鹼
氫氧化鋁(簡式) Al(OH)₃+3HCl → AlCl₃+3H₂O Al(OH)₃+NaOH → NaAl(OH)₄
二氧化釩 VO₂+2HCl → VOCl₂+H₂O 4VO₂+2NaOH → Na₂V₄O₉+H₂O
氧化鋅 ZnO+2H⁺ → Zn²⁺+H₂O ZnO+2OH⁻+H₂O → Zn(OH)₄²⁻
一氧化錫 SnO+2HCl  SnCl₂+H₂O SnO+4NaOH+H₂O ↔ Na₄Sn(OH)₆
一氧化鉛 PbO+2H⁺ → Pb²⁺ + H2O PbO+2NaOH+H₂O → Na₂Pb(OH)₄

參閱

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參考資料

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  1. ^ 國際純化學和應用化學聯合會化學術語概略,第二版。(金皮書)(1997)。在線校正版: (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.