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Ampholyt

Ampholyte (zusammengesetzt aus griechisch ????? (amphis) = auf beiden Seiten und ????? (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.

Eigenschaften

Wie auch bei allen Säuren und Basen ist die Löslichkeit der Ampholyte in Wasser stark vom pH-Wert abhängig. Manche Ampholyte reagieren mit sich selbst. Das bekannteste Beispiel dafür ist Wasser.

Wasser kann z. B. zu H₃O⁺ oder zu OH^? reagieren, je nachdem, was es für einen Reaktionspartner bekommt. Das Verhalten von Wasser mit sich selbst zu reagieren wird auch als Autoprotolyse bezeichnet.

:$\backslash mathrm\{2\; \backslash \; H\_2O\; \backslash \; \backslash rightleftharpoons\; \backslash \; H\_3O^+\; +\; OH^-\}$

Beispiele für Ampholyte

Verbindungen, die zur Autoprotolyse neigen

Beispiele:
* Wasser H₂O
* Ammoniak NH₃
* Schwefelsäure H₂SO₄

Reaktionsbeispiel: Wasser

Reagiert mit Säure als Base:
:$\backslash mathrm\{HCl\; +\; H\_2O\; \backslash longrightarrow\; H\_3O^+\; +\; Cl^-\}$

Reagiert mit Base als Säure:
:$\backslash mathrm\{NH\_3\; +\; H\_2O\; \backslash longrightarrow\; NH\_4^+\; +\; OH^-\}$

Teilweise deprotonierte mehrbasige Säuren

Beispiele:
* Monohydrogenphosphat HPO₄^2?
* Dihydrogenphosphat H₂PO₄^?
* Hydrogensulfat HSO₄^?

Reaktionsbeispiel: Dihydrogenphosphat

Reagiert mit Säure als Base:
:$\backslash mathrm\{HCl\; +\; H\_2PO\_4^-\; \backslash longrightarrow\; H\_3PO\_4\; +\; Cl^-\}$

Reagiert mit Base als Säure:
:$\backslash mathrm\{NH\_3\; +\; H\_2PO\_4^-\; \backslash longrightarrow\; NH\_4^+\; +\; HPO\_4^\{2-\}\}$

Teilweise protonierte mehrbasige Basen

Beispiele:
* basisches Magnesiumchlorid Mg(OH)Cl bzw. Mg(OH)⁺ Cl^?
Hydrazin Monohydrochlorid H₂N-NH₂ · HCl bzw. H₂N-NH₃⁺ Cl^?

Reaktionsbeispiel: basisches Magnesiumchlorid

Reagiert mit Säure als Base:
:$\backslash mathrm\{HCl\; +\; Mg(OH)Cl\; \backslash longrightarrow\; H\_2O\; +\; MgCl\_2\}$

Reagiert mit Base als Säure:
:$\backslash mathrm\{Mg(OH)Cl\; +\; NaOH\; \backslash longrightarrow\; NaCl\; +\; Mg(OH)\_2\}$

Verbindungen mit sauren und basischen funktionellen_Gruppen

Hierunter fallen alle Verbindungen, die mindestens eine saure und mindestens eine basische Gruppe besitzen. Es können natürlich auch mehrere saure und basische Gruppen sein.
Beispiele:
Aminosäuren besitzen saure Carboxylgruppen und basische Aminogruppen
* die meisten Proteine
Peptide, können sehr viele saure und basische Gruppen besitzen
Zwitterionen

Reaktionsbeispiel: Glycin (einfachste Aminosäure)

Reagiert mit Säure als Base:
:$\backslash mathrm\{HCl\; +\; H\_2N\{-\}CH\_2\{-\}COOH\; \backslash longrightarrow\; H\_3N^+\{-\}CH\_2\{-\}COOH\; +\; Cl^-\}$

Reagiert mit Base als Säure:
:$\backslash mathrm\{NaOH\; +\; H\_2N\{-\}CH\_2\{-\}COOH\; \backslash longrightarrow\; H\_2O\; +\; H\_2N\{-\}CH\_2\{-\}COO^-\; +\; Na^+\}$

Berechnen des Eigen-pH-Werts von Ampholyten

Löst man Ampholyte (mit zwei funktionellen Gruppen) in Wasser so stellt sich ein mittlerer pH-Wert ein, der sich mit folgender (Konzentration unabhängigen) Näherungsformel berechnen lässt:

:$pH=\backslash frac\{1\}\{2\}(pK\_\{s1\}+pK\_\{s2\})$

Dabei sind pK_s1 und pK_s2 die Säurekonstanten (pK_s-Werte) des Ampholyten.

Bei diesem pH-Wert haben Ampholyte die niedrigste Löslichkeit. Die Löslichkeit nimmt sowohl mit steigendem als auch mit fallendem pH-Wert zu. Außerdem erscheint der Ampholyt bei diesem pH-Wert ?elektrisch neutral?, was man bei der isoelektrischen_Fokussierung ausnutzt.

Siehe auch

Dissoziation (Chemie)
Protolyse
Zwitterion

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