
【化】 ampholyte; amphoteric electrolyte
两性电解质(amphoteric electrolyte)是指同时具备酸性和碱性电离特性的化合物,其英文术语为"ampholyte"或"zwitterionic electrolyte"。这类物质在水溶液中既能释放质子(表现为酸),又能接受质子(表现为碱),形成两性离子(zwitterion)的特殊结构。
从化学特性来看,两性电解质的典型代表是氨基酸类物质。以甘氨酸为例,在pH低于等电点(pI)时表现为阳离子,在pH高于pI时表现为阴离子,其电离过程可通过以下方程表示: $$ begin{aligned} text{酸性条件:} &quad text{H}_3text{N}^+-text{CH}_2-text{COOH} rightleftharpoons text{H}_3text{N}^+-text{CH}_2-text{COO}^- + text{H}^+ text{碱性条件:} &quad text{H}_3text{N}^+-text{CH}_2-text{COO}^- rightleftharpoons text{H}_2text{N}-text{CH}_2-text{COO}^- + text{H}^+ end{aligned} $$
这类物质在生物化学领域具有重要应用价值,特别是在等电聚焦电泳技术中,两性电解质能形成pH梯度,帮助分离不同等电点的蛋白质分子。美国国家标准与技术研究院(NIST)的化学数据库显示,商品化的两性电解质混合物通常包含数百种不同pI值的组分。
权威文献可参考:
两性电解质是指既能与酸反应又能与碱反应的电解质,其特点在于分子结构中同时存在可释放和接受质子的基团。以下是详细解释:
两性电解质在溶液中具有两性离解平衡,既能离解出H⁺(表现为酸性),又能离解出OH⁻或结合H⁺(表现为碱性)。例如,氢氧化铝(Al(OH)₃)与盐酸和氢氧化钠的反应分别为: $$ text{Al(OH)}_3 + 3text{HCl} rightarrow text{AlCl}_3 + 3text{H}_2text{O} $$ $$ text{Al(OH)}_3 + text{NaOH} rightarrow text{NaAlO}_2 + 2text{H}_2text{O} $$
根据酸碱质子理论,两性电解质需同时具备接受质子(碱性)和释放质子(酸性)的能力。例如氨基酸的氨基与羧酸基团分别对应这两种功能。
并非所有能与酸碱反应的物质均为两性电解质。例如磷酸氢盐(如NaH₂PO₄)虽可与酸碱反应,但属于酸式盐而非两性电解质。
两性电解质在电化学、生物化学中具有重要作用,如用于等电聚焦技术分离蛋白质。
两性电解质的核心特征是兼具酸碱性,需通过离解平衡和质子转移实现。典型例子包括金属氢氧化物和氨基酸类物质。
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