Ampholyte

Ampholyte sind Stoffe, die als Säure und als Base reagieren können.


Erklärung

Die Ampholyte reagieren je nach Reaktionspartner als Säure oder als Base.

Wir schauen uns das mal für den Stoff Hydrogensulfat \text{(HSO}_{4}^{-})(HSO4)\text{(HSO}_{4}^{-}) an. Hydrogensulfat kann mit einer Base (B) als Säure reagieren. Das Molekül gibt dabei ein Proton ab:

\text{H}\text{SO}_{4}^- + \text{B} \xrightarrow{} \text{SO}_{4}^{2-} + \text{HB}^+HSO4+BSO42+HB+\text{H}\text{SO}_{4}^- + \text{B} \xrightarrow{} \text{SO}_{4}^{2-} + \text{HB}^+

Hydrogensulfat kann aber auch mit einer Säure (HA) als Base reagieren. Das heißt Hydrogensulfat nimmt ein Proton auf:

\text{HA} + \text{H}\text{SO}_{4}^- \xrightarrow{} \text{A}^- + \text{H}_{2}\text{SO}_{4}HA+HSO4A+H2SO4\text{HA} + \text{H}\text{SO}_{4}^- \xrightarrow{} \text{A}^- + \text{H}_{2}\text{SO}_{4}

Beispiele für Ampholyte

Beispiele für Ampholyte sind:

  • Wasser
  • Dihydrogenphosphat \text{(H}_{2}\text{PO}_{4}^{-})(H2PO4)\text{(H}_{2}\text{PO}_{4}^{-})
  • Hydrogensulfat \text{(HSO}_{4}^{-})(HSO4)\text{(HSO}_{4}^{-})
  • Magnesiumchlorid (Mg(OH)Cl)
  • Aminosäuren
  • Peptide

Autoprotolyse des Wassers

Wasser ist ein spezieller Ampholyt, weil es auch mit sich selbst reagiert. Das heißt, dass Wasser keine anderen Reaktionspartner braucht, um als Säure oder Base zu reagieren.

Die Reaktion von einem Stoff mit sich selbst bezeichnen wir allgemein als Autoprotolyse.

Für Wasser sieht die Reaktion so aus:

\text{H}_{2}\text{O} + \text{H}_{2}\text{O} \xrightleftharpoons{} \text{OH}^{-} + \text{H}_{3}\text{O}^{+}H2O+H2OOH+H3O+\text{H}_{2}\text{O} + \text{H}_{2}\text{O} \xrightleftharpoons{} \text{OH}^{-} + \text{H}_{3}\text{O}^{+}

Ein Wassermolekül reagieren hier als Säure. Das heißt es gibt ein Proton ab und wird zum Hydroxid-Ion. Das andere Wassermolekül reagiert als Base und nimmt ein Proton auf. Es entsteht ein Oxonoium-Ion.


Beispiele

Dihydrogenphosphat

Dihydrogenphosphat reagiert mit Säuren, z.B. Salzsäure, als Base. Es nimmt also ein Proton auf.

\text{HCl} + \text{H}_{2}\text{PO}_{4}^- \xrightarrow{} \text{Cl}^- + \text{H}_{3}\text{PO}_{4}HCl+H2PO4Cl+H3PO4\text{HCl} + \text{H}_{2}\text{PO}_{4}^- \xrightarrow{} \text{Cl}^- + \text{H}_{3}\text{PO}_{4}

Dihydrogenphosphat reagiert mit Basen, z.B. Ammoniak, als Säure. Es gibt also ein Proton ab.

\text{H}_{2}\text{PO}_{4}^- + \text{NH}_{3} \xrightarrow{} \text{H}\text{PO}_{4}^{2-} + \text{NH}_{4}^+H2PO4+NH3HPO42+NH4+\text{H}_{2}\text{PO}_{4}^- + \text{NH}_{3} \xrightarrow{} \text{H}\text{PO}_{4}^{2-} + \text{NH}_{4}^+

Glycin

Glycin ist eine Aminosäure.

Glycin reagiert mit Säuren als Base. Bei der Reaktion mit Salzsäure nimmt Glycin das Proton der Salzsäure auf.

\text{HCl} + \text{H}_{2}\text{N-CH}_{2}\text{-COOH} \xrightarrow{} \text{Cl}^- + \text{H}_{3}\text{N}^+\text{-CH}_{2}\text{-COOH}HCl+H2N-CH2-COOHCl+H3N+-CH2-COOH\text{HCl} + \text{H}_{2}\text{N-CH}_{2}\text{-COOH} \xrightarrow{} \text{Cl}^- + \text{H}_{3}\text{N}^+\text{-CH}_{2}\text{-COOH}

Mit Basen reagiert Glycin als Säure. Das heißt, es gibt ein Proton ab, z.B. an Natronlauge.

\text{H}_{2}\text{N-CH}_{2}\text{-COOH} + \text{NaOH} \xrightarrow{} \text{H}_{2}\text{N-CH}_{2}\text{-COO}^- + \text{H}_{2}\text{O} + \text{Na}^+H2N-CH2-COOH+NaOHH2N-CH2-COO+H2O+Na+\text{H}_{2}\text{N-CH}_{2}\text{-COOH} + \text{NaOH} \xrightarrow{} \text{H}_{2}\text{N-CH}_{2}\text{-COO}^- + \text{H}_{2}\text{O} + \text{Na}^+
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