Cosa significa “anfotero” in chimica?
Rinfreschiamoci la memoria spiegando il significato di "anfotero". Gli ossidi sono classificati in acidi, basici, neutri, anfoteri, perossidi, misti e superossidi. Queste classificazioni si basano sulla capacità di un ossido di reagire con acidi o basi o sul numero di ossidazione del suo atomo di ossigeno.
Utilizzando questo modello, un ossido è anfotero quando può reagire con acidi e basi. Quando reagisce con una base (o si trova in una condizione basica), diventa un acido, producendo sale e acqua. In una condizione acida, tuttavia, agisce come una base, producendo spesso un sale complesso. In alcuni casi, come si osserva negli ossidi di alluminio e zinco, può formare sale e acqua.
L'ossido di berillio è anfotero?
Sì, l'ossido di berillio è anfotero. Di conseguenza, in presenza di una base, diventa acido. Allo stesso modo, quando reagisce con un acido, diventa base. Ma come ottiene le sue proprietà anfotere? Spieghiamolo alla lettera in questa sezione.
Un modo semplice per dimostrare che l'ossido di berillio è anfotero è quello di utilizzare la sua natura metallica e la capacità di formare legami covalenti. Gli ossidi metallici hanno proprietà basiche. Il berillio appartiene al Gruppo II (metalli alcalino-terrosi). Sebbene non sia un metallo tipico come i suoi membri del Gruppo II, ad esempio potassio e magnesio, è basico. Pertanto, in presenza di acidi, agisce da base.
Sebbene il berillio sia un metallo, a differenza degli altri membri dei gruppi I e II, non forma solo legami ionici. Lo ione berillio (Be2+) ha dimensioni ridotte e un'elevata densità di carica, il che lo rende più covalente. Di conseguenza, può comportarsi come un acido, formando un legame con nucleofili come gli ioni idrossido.
Un altro modo per spiegare perché l'ossido di berillio è anfotero è usare l'elettronegatività (la capacità di un atomo di attrarre elettroni a sé). Una differenza di elettronegatività tra un elemento X e l'ossigeno > 2 significa che l'ossido dell'elemento può facilmente cedere ossigeno. Una differenza < 1 significa che l'ossido non lo farà.
Berillio e ossigeno hanno una differenza di elettronegatività compresa tra 1 e 2. Pertanto, le condizioni di reazione determineranno se l'ossigeno abbandona facilmente l'atomo o meno, ovvero se diventa una regione anfotera. In condizioni acide, l'ossido di berillio cede il suo ossigeno al protone (H+) formando acqua, che a sua volta forma il sale corrispondente. Tuttavia, in condizioni basiche, forma un complesso.
Come l'ossido di berillio agisce come base
In condizioni acide, l'ossido di berillio agisce da base. Cede facilmente il suo ossigeno, che accetta i protoni (H⁺) dall'acido. L'atomo di ossigeno può farlo perché è ricco di elettroni grazie alla sua elettronegatività più elevata rispetto al protone (H+).
Una sintesi del processo:
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Un acido HX si dissocia in H+ e X-
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Il protone (H+) si combina con O2− formando acqua.
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Lo ione berillio Be2+ si combina con X, formando BeX.
Utilizzando acido cloridrico (HCl), l'ossigeno ricco di elettroni accetterà il protone (H+) per formare acqua. D'altra parte, lo ione berillio accetterà lo ione cloruro, formando cloruro di berillio.
BeO+2HCl→BeCl2+H2O
Utilizzando acido solforico (H₂SO₂), l'ossigeno ricco di elettroni accetterà il protone (H+) per formare acqua. Lo ione berillio accetterà lo ione solfato, formando solfato di berillio.
BeO+H2SO4→BeSO4+H2O
In questo caso, l'ultimo esempio è l'acido nitrico (HNO3). Sebbene si possa pensare che l'elevato potere ossidante dell'HNO3 abbia qualche effetto su BeO, sarebbe sbagliato. L'ossido di berillio è stabile e la reazione procede come le altre due. Lo ione ossigeno accetterà il protone (H+) per formare acqua, e lo ione berillio si combinerà con lo ione nitrato, formando nitrato di berillio.
BeO+2HNO3→Be(NO3)2+H2O
Come l'ossido di berillio agisce come un acido
In condizioni basiche, l'ossido di berillio diventa un acido. La minore elettronegatività e la parziale positività dello ione berillio lo rendono un elettrofilo. Di conseguenza, può combinarsi con nucleofili, come gli ioni idrossido (OH-), per formare un sale complesso.
L'esempio più comune è la reazione tra idrossido di sodio e ossido di berillio. L'ossido di berillio forma un complesso di potassio berrylate in presenza di NaOH.
BeO+2NaOH+H2O→Na2Be(OH)4
Un altro esempio di base con cui si può reagire con l'ossido di berillio è l'idrossido di potassio (KOH). L'ossido formerà un sale complesso solubile chiamato berillio di potassio.
BeO+2KOH+2H2O→K2[Be(OH)4]
L'ossido di berillio può reagire con acidi e basi deboli?
Sì, l'ossido di berillio è anfotero e reagisce con acidi e basi deboli secondo la spiegazione precedente. Tuttavia, queste reazioni richiedono alcuni accorgimenti per formare i prodotti attesi e al contempo essere rapide.
Ad esempio, la reazione tra ossido di berillio e acido acetico (CH3COOH) è lenta e meno vigorosa a causa della bassa costante di dissociazione dell'acido. Ciononostante, la reazione procede e produce acetato di berillio e acqua.
BeO+2CH3COOH→(CH3COO)2Be+H2O
Nel caso di basi deboli, la reazione tra ossido di berillio e ammoniaca (NH₃) potrebbe richiedere calore. Tuttavia, si formerà un complesso berillio-ammoniaca solubile. Tuttavia, la reazione non è rapida rispetto a una base forte come l'idrossido di sodio.
BeO + 2NH3 +H20 → [Be(NH3)2(OH)2]
La reazione è meno pronunciata anche con l'idrossido di ammonio. Ciononostante, BeO mostra ancora la sua proprietà anfotera, formando uno ione complesso di idrossido di berillio.
BeO+NH4OH+H2O→[Be(OH)3]−+NH4+
La velocità di reazione (acido o base debole) dipenderà dal grado di dissociazione dell'acido o della base. Minore è il numero di ioni reattivi (H+ o OH−), più lenta sarà la reazione e maggiore sarà la quantità di prodotti formati.
Conclusione
Hai la risposta alla tua domanda. Se ti stai chiedendo se l'ossido di berillio sia anfotero, cioè acido e basico, la risposta è sì. L'ossido di berillio è anfotero, proprio come altri elementi come alluminio, piombo e zinco. Ciò significa che, nelle giuste condizioni, può essere sia acido che basico.