¿Qué significa “anfótero” en química?
Para refrescarles la memoria, les explicamos qué significa "anfótero". Los óxidos se clasifican en ácidos, básicos, neutros, anfóteros, peróxidos, mixtos y superóxidos. Estas clasificaciones se basan en la capacidad de un óxido para reaccionar con ácidos o bases, o en el número de oxidación de su átomo de oxígeno.
Según este modelo, un óxido es anfótero cuando puede reaccionar con ácidos y bases. Al reaccionar con una base (o estar en estado básico), se convierte en ácido, produciendo sal y agua. Sin embargo, en estado ácido, actúa como base, a menudo produciendo una sal compleja. En algunos casos, como se observa en los óxidos de aluminio y zinc, puede formar sal y agua.
¿El óxido de berilio es anfótero?
Sí, el óxido de berilio es anfótero. Por lo tanto, en presencia de una base, se convierte en ácido. Asimismo, al reaccionar con un ácido, se convierte en base. Pero ¿cómo adquiere sus propiedades anfóteras? Lo explicaremos detalladamente en esta sección.
Una forma sencilla de demostrar que el óxido de berilio es anfótero es utilizar su naturaleza metálica y su capacidad para formar enlaces covalentes. Los óxidos metálicos tienen propiedades básicas. El berilio pertenece al Grupo II (metal alcalinotérreo). Aunque no es un metal típico como los miembros del Grupo II, como el potasio y el magnesio, es básico. Por lo tanto, en presencia de ácidos, actúa como base.
Aunque el berilio es un metal, a diferencia de otros miembros de los grupos I y II, no forma únicamente enlaces iónicos. El ion berilio (Be₂₀) tiene un tamaño pequeño y una alta densidad de carga, lo que lo hace más covalente. Como resultado, puede actuar como un ácido, formando un enlace con nucleófilos como los iones hidróxido.
Otra forma de explicar por qué el óxido de berilio es anfótero es usar la electronegatividad (la capacidad de un átomo de atraer electrones). Una diferencia de electronegatividad entre un elemento X y el oxígeno > 2 significa que el óxido del elemento puede liberar fácilmente su oxígeno. Una diferencia < 1 significa que el óxido no lo hará.
El berilio y el oxígeno tienen una diferencia de electronegatividad de entre 1 y 2. Por lo tanto, la condición de la reacción determinará si el oxígeno se libera fácilmente o no, es decir, si se convierte en una región anfótera. En condiciones ácidas, el óxido de berilio cede su oxígeno al protón (H+) para formar agua, formando así la sal correspondiente. Sin embargo, en condiciones básicas, forma un complejo.
Cómo actúa el óxido de berilio como base
En condiciones ácidas, el óxido de berilio actúa como base. Libera fácilmente su oxígeno, que acepta los protones (H⁺) del ácido. El átomo de oxígeno puede hacerlo porque es rico en electrones debido a su mayor electronegatividad que el protón (H+).
Un resumen del proceso:
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Un ácido HX se disocia en H+ y X-
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El protón (H+) se combina con O2−, formando agua.
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El ion berilio Be2+ se combina con X, formando BeX.
Al usar ácido clorhídrico (HCl), el oxígeno rico en electrones aceptará el protón (H+) para formar agua. Por otro lado, el ion berilio aceptará el ion cloruro, formando cloruro de berilio.
BeO+2HCl→BeCl2+H2O
Al usar ácido sulfúrico (H₂SO₄), el oxígeno rico en electrones aceptará el protón (H+) para formar agua. El ion berilio aceptará el ion sulfato, formando sulfato de berilio.
BeO+H2SO4→BeSO4+H2O
En este caso, el último ejemplo es el ácido nítrico (HNO₃). Aunque se podría pensar que el alto poder oxidante del HNO₃ tendrá algún efecto sobre el BeO, esto sería erróneo. El óxido de berilio es estable y la reacción se desarrolla como las otras dos. El ion oxígeno aceptará el protón (H₁) para formar agua, y el ion berilio se combinará con el ion nitrato, formando nitrato de berilio.
BeO+2HNO3→Be(NO3)2+H2O
Cómo actúa el óxido de berilio como ácido
En estado básico, el óxido de berilio se convierte en ácido. La menor electronegatividad y la positividad parcial del ion berilio lo convierten en electrófilo. Como resultado, puede combinarse con nucleófilos, como los iones hidróxido (OH-), para formar una sal compleja.
El ejemplo más común es la reacción entre el hidróxido de sodio y el óxido de berilio. El óxido de berilio forma un complejo de berrylato de potasio en presencia de NaOH.
BeO+2NaOH+H2O→Na2Be(OH)4
Otro ejemplo de base con la que se puede reaccionar con el óxido de berilio es el hidróxido de potasio (KOH). El óxido formará una sal compleja soluble llamada berrylato de potasio.
BeO+2KOH+2H2O→K2[Be(OH)4]
¿Puede el óxido de berilio reaccionar con ácidos y bases débiles?
Sí, el óxido de berilio es anfótero y reacciona con ácidos y bases débiles, como se explicó anteriormente. Sin embargo, estas reacciones requieren ciertos ajustes para formar los productos esperados con rapidez.
Por ejemplo, la reacción entre el óxido de berilio y el ácido acético (CH₃COOH) es lenta y menos vigorosa debido a la baja constante de disociación del ácido. Sin embargo, la reacción continuará y producirá acetato de berilio y agua.
BeO+2CH3COOH→(CH3COO)2Be+H2O
En el caso de bases débiles, la reacción del óxido de berilio y el amoníaco (NH₃) podría requerir calor. No obstante, se formará un complejo soluble de berilio-amoníaco. Sin embargo, la reacción no es rápida en comparación con una base fuerte como el hidróxido de sodio.
BeO + 2NH3 + H20 → [Be(NH3)2(OH)2]
La reacción también es menos pronunciada con el hidróxido de amonio. Sin embargo, el BeO aún exhibe su propiedad anfótera, formando un ion complejo de hidróxido de berilio.
BeO+NH4OH+H2O→[Be(OH)3]−+NH4+
La velocidad de reacción (ya sea con un ácido o una base débiles) dependerá del grado de disociación del ácido o la base. Cuantos menos iones reactivos (H+ u OH−) haya, más lenta será la reacción y la cantidad de productos formados.
En resumen
Tienes la respuesta a tu pregunta. Si te preguntas si el óxido de berilio es anfótero, es decir, ácido y básico, lo es. El óxido de berilio es anfótero, al igual que otros elementos como el aluminio, el plomo y el zinc. Esto significa que, en condiciones adecuadas, puede ser ácido o básico.