Ampholyt

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Ampholyte (zusammengesetzt aus griechisch αμφίς (amphis) = auf beiden Seiten und λύσις (lysis) = Auflösung) beziehungsweise amphotere oder amphiprotische Verbindungen sind chemische Verbindungen, die sowohl als Brønsted-Säure als auch als Brønsted-Base reagieren können. Dieses Verhalten bezeichnet man auch als Säure-Base-Amphoterie. Amphotere können sowohl Protonen aufnehmen als auch Protonen abgeben.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Die Wasserlöslichkeit der Ampholyte hängt stark vom pH-Wert ab. Manche Ampholyte reagieren mit sich selbst, das bekannteste Beispiel dafür ist Wasser. Es reagiert mit Säuren zu H3O+ oder mit Basen zu OH, dieses Verhalten zeigt sich auch in reinem Wasser als Autoprotolyse:

\mathrm{2 \ H_2O \ \rightleftharpoons \ H_3O^+ + OH^-}

Beispiele für Ampholyte[Bearbeiten]

Verbindungen, die zur Autoprotolyse neigen[Bearbeiten]

Beispiele (Autoprotolysekonstanten pKau nach [1]):

Die angegebenen Autoprotolysekonstanten entsprechen dem negativen dekadischen Logarithmus (s. a. pH-Wert) des Ionenprodukts der Stoffe. Mit steigender Temperatur nimmt das Ausmaß der Autoprotolyse für gewöhnlich zu.

Reaktionsbeispiel: Wasser

Reagiert mit Säure als Base:

\mathrm{HCl + H_2O \longrightarrow H_3O^+ + Cl^-}

Reagiert mit Base als Säure:

\mathrm{NH_3 + H_2O \longrightarrow NH_4^+ + OH^-}

Teilweise deprotonierte mehrprotonige Säuren[Bearbeiten]

Beispiele:

Reaktionsbeispiel: Dihydrogenphosphat

Reagiert mit Säure als Base:

\mathrm{HCl + H_2PO_4^- \longrightarrow H_3PO_4 + Cl^-}

Reagiert mit Base als Säure:

\mathrm{NH_3 + H_2PO_4^- \longrightarrow NH_4^+ + HPO_4^{2-}}

Teilweise protonierte mehrwertige Basen[Bearbeiten]

Beispiele:

Reaktionsbeispiel: basisches Magnesiumchlorid

Reagiert mit Säure als Base:

\mathrm{HCl + Mg(OH)Cl \longrightarrow H_2O + MgCl_2}

Reagiert mit Base als Säure:

\mathrm{Mg(OH)Cl + NaOH \longrightarrow NaCl + Mg(OH)_2}

Verbindungen mit sauren und basischen funktionellen Gruppen[Bearbeiten]

Verbindungen mit mindestens je einer sauren und basischen funktionellen Gruppen sind ebenfalls amphotere Stoffe, so beispielsweise:

Reaktionsbeispiel: Glycin (einfachste Aminosäure)

Reagiert mit Säure als Base:

\mathrm{HCl + H_2N{-}CH_2{-}COOH \longrightarrow H_3N^+{-}CH_2{-}COOH + Cl^-}

Reagiert mit Base als Säure:

\mathrm{NaOH + H_2N{-}CH_2{-}COOH \longrightarrow H_2O + H_2N{-}CH_2{-}COO^- + Na^+}

Berechnen des Eigen-pH-Werts von Ampholyten[Bearbeiten]

Löst man Ampholyte (mit zwei funktionellen Gruppen) in Wasser, so stellt sich ein mittlerer pH-Wert ein, der sich mit folgender (für nicht allzu starke Verdünnungen konzentrationsunabhängigen) Näherungsformel, auch „Ampholytgleichung“ genannt, berechnen lässt:

pH = \frac{1}{2}\ (pK_{S1}+pK_{S2}) = \frac{1}{2}\ (pK_{S1}+ 14 - pK_{B2})

Dabei sind pKS1 und pKS2 die Säurekonstanten (pKS-Werte) der jeweiligen Dissoziationsmöglichkeiten des Ampholyten.

Elektrisch neutrale Ampholyte, z. B. Aminosäuren, haben bei diesem pH-Wert außerdem die niedrigste Löslichkeit; sinkt oder steigt der pH-Wert, nimmt die Löslichkeit dagegen wieder zu, was man z. B. bei der isoelektrischen Fokussierung von Proteinen ausnutzt.

Quellen[Bearbeiten]

  1. Lothar Kolditz: Anorganische Chemie. Band 1. 2. Auflage. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1983, S. 188.
  2. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 457 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Wiktionary: Ampholyt – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen