兩性 (化學)

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

種類

兩性

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

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

兩性電解質

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

氧化物的酸鹼取決於其氧化態。兩性氧化物跟不同酸鹼值的溶液有不同反應，可與酸又可與鹼反應成鹽和水，多為金屬氧化物。鈹、鈧、鉻、鋅、鋁、鎵、銦、錫、鉛等金屬可形成兩性（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，如鋅和錳。

	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

• 兩性離子
• 等電點

參考資料

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. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Inorganic Chemistry 2nd. Prentice Hall. 2004: 173–4. ISBN 978-0130399137.