Amfoteryczność
Amfoteryczność to cecha chemiczna, która pozwala związkowi chemicznemu reagować zarówno z kwasami, jak i zasadami. Oznacza to, że związki chemiczne mogą pełnić rolę kwasów w niektórych reakcjach, a w innych działać jako zasady.
Chemia organiczna
W dziedzinie chemii organicznej amfoteryczność charakteryzuje amfolity, które zawierają w swojej strukturze grupy o właściwościach zarówno kwasowych, jak i zasadowych, przykładem są aminokwasy białkowe.
Chemia nieorganiczna
W chemii nieorganicznej niemal każdy związek chemiczny wykazuje pewien stopień amfoteryczności. Najbardziej amfoteryczne są połączenia pierwiastków z środkowych grup układu okresowego. Taki charakter mają głównie wodorotlenki metali o średniej elektroujemności, takich jak glin, cynk i beryl, a także półmetale, takie jak arsen i antymon. Zdolność pierwiastków do tworzenia związków amfoterycznych jest związana z ich umiejętnością generowania zarówno kationów, jak i anionów w roztworze wodnym.
Dla przykładu, w silnie kwasowych roztworach jon glinu Al3+ tworzy sole, takie jak AlCl3 (w obecności nadmiaru chlorków może tworzyć kompleksy). W słabo kwasowym i obojętnym środowisku wytrąca się słabo rozpuszczalny wodorotlenek glinu Al(OH)3, który w środowisku alkalicznym rozpuszcza się, tworząc jony glinianowe, [Al(OH)4]− (tetrahydroksyglinian) oraz [Al(OH)6]3− (heksahydroksyglinian):
Al3+ + 3OH− ⇄ Al(OH)3
Al(OH)3 + OH− ⇄ [Al(OH)4]−
[Al(OH)4]− + 2OH− ⇄ [Al(OH)6]3−
Podobnie, związki cynku rozpuszczające się w roztworach zasadowych tworzą tetrahydroksocynkany [Zn(OH)4]2−, a związki berylu tworzą tetrahydroksoberylany [Be(OH)4]2−, itd.
W przypadku związków pierwiastków, które mają amfoteryczne właściwości i występują w różnych stopniach utlenienia, kwasowość tych związków rośnie wraz ze stopniem utlenienia:
Tlenki arsenu(III) oraz antymonu(III) (o wspólnym wzorze ogólnym M2O3) rozpuszczają się w silnie kwasowym środowisku, tworząc kationy M3+. W środowisku alkalicznym powstają jony arseninowe i antymoninowe o wzorach MO3−3 (orto) lub MO2− (meta) – aniony reszt kwasu arsenawego i antymonawego. Z kolei w przypadku arsenu(V) i antymonu(V) ich związki są znacznie bardziej kwasowe – wolne kationy M5+ w roztworze praktycznie się nie pojawiają, a hydrolizują, tworząc jony arsenianowe i antymonianowe, czyli aniony odpowiadające kwasom tlenowym, MO3−4 lub MO3−, podobne do reszt kwasu ortofosforowego i metafosforowego.
Przykłady jonów manganu na różnych stopniach utlenienia:
- Mn(II) i Mn(III) występują głównie jako kationy
- Mn(IV) ma właściwości amfoteryczne i może tworzyć kationy Mn4+ oraz aniony manganianowe(IV) MnO2−3
- Mn(VI) i Mn(VII) tworzą jedynie aniony tlenowe, takie jak manganiany MnO2−4 i nadmanganiany MnO4− (jak np. nadmanganian potasu, KMnO4).
