Anfótero

En química, una sustancia anfótera es aquella que puede reaccionar ya sea como un ácido o como una base.[1] La palabra deriva del prefijo griego amphi- (αμφu-), que significa ‘ambos’. Muchos metales (tales como zinc, estaño, plomo, aluminio, y berilio) y la mayoría de los metaloides tienen óxidos o hidróxidos anfóteros.

Otra clase de sustancias anfóteras son las moléculas anfipróticas que pueden donar o aceptar un protón. Algunos ejemplos son los hijos aminoácidos y las proteínas, que tienen grupos amino y ácido carboxílico, y también los compuestos autoionizables como el agua y el amoníaco.

Óxidos e hidróxidos anfóteros[2]

El óxido de zinc (ZnO) reacciona de manera diferente dependiendo del pH de la solución:

  • En ácidos: ZnO + 2H+ → Zn2+ + H2O
  • En bases: ZnO + H2O + 2OH- → [Zn(OH)4]2-

Este efecto puede utilizarse para separar diferentes cationes, tales como el zinc del manganeso.

Hidróxido de aluminio es así:

  • Base (neutralizando un ácido): Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
  • Ácido (neutralizando una base): Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]4>5...

Otros ejemplos incluyen:

  • Hidróxido de berilio
    • con ácido: Be(OH)2 + 2HCl → BeCl2 + 2H2O
    • con base: Be(OH)2 + 2NaOH → Na2Be(OH)4
  • Óxido de plomo
    • con ácido: PbO + 2HCl → PbCl2 + H2O
    • con base: PbO + Ca(OH)2 +H2O → Ca2+[Pb(OH)6]2-
  • Óxido de zinc
    • con ácido: ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
    • con base: ZnO + 2NaOH + H2O → Na22+[Zn(OH)4]2-

Otros elementos que forman óxidos anfóteros son: Si, Ti, V, Fe, Co, Ge, Zr,Cr, Ag, Sn, Au[3]

Moléculas anfipróticas

De acuerdo con la teoría de Brønsted-Lowry de ácidos y bases: los ácidos son donadores de protones y las bases son aceptores de protones.[4] Una molécula o ion anfiprótico puede donar o aceptar un protón, actuando ya sea como un ácido o una base. El agua, los aminoácidos, los iones hidrogenocarbonato y los iones hidrogenosulfato son ejemplos comunes de especies anfipróticas. Ya que pueden donar un protón, todas las sustancias anfipróticas contienen átomos de hidrógeno. Además, puesto que pueden actuar como un ácido o una base, son anfóteros.

Ejemplos

Un ejemplo común de una sustancia anfiprótica es el ion hidrógenocarbonato (o bicarbonato), que puede actuar como una base:

HCO3- + H2O está en equilibrio con H2CO3 + OH-

o como un ácido lubrico:

HCO3- + H2O está en equilibrio con CO32- + H3O+

Por lo tanto, puede aceptar o donar un protón.

El agua es el ejemplo más común, actuando como una base al reaccionar con un ácido como el ácido clorhídrico:

H2O + HCl está en equilibrio con H3O+ + Cl-,

y actuando como un ácido cuando reacciona con una base tal como el amoníaco:

H2O + NH3 está en equilibrio con NH4+ + OH-

Las sustancias clasificadas como anfóteras tienen la particularidad que la carga eléctrica de la parte hidrofílica equilibra en función del pH del medio. Actúan como ácidos en medios ácidos y como bases en medios básicos, para contrarrestar el pH del medio. Los tensoactivos que son anfóteros poseen una carga positiva en ambientes fuertemente ácidos, presentan carga negativa en ambientes fuertemente básicos, y en medios neutros tienen forma intermedia híbrida (ion mixto).

Al aplicar un flujo de corriente en el medio donde se encuentran se moverán hacia la carga positiva si actúan como ácidos (y por tanto negativamente) o hacia la carga negativa si actúan como bases (y por tanto positivamente). Si se encuentran en forma de ion mixto permanecerán inmóviles. Este proceso es llamado electroforesis

Referencias
  1. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. «amphoteric». Compendium of Chemical Terminology. Versión en línea (en inglés).
  2. C.E. Housecroft and A.G. Sharpe, "Inorganic Chemistry" (2.ª ed., Pearson, 2005), pp. 173-174.
  3. CHEMIX School & Lab - Software for Chemistry Learning, by Arne Standnes (program download required).
  4. R.H. Petrucci, W.S. Harwood, y F.G. Herring, "General Chemistry" (8.ª ed., Prentice-Hall, 2002), p. 669.

Enlaces externos

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