उभयधर्मी: Difference between revisions

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[[रसायन विज्ञान]] में, एक उभयधर्मी [[रासायनिक यौगिक]] ({{etymology|el|amphi-|both}}) एक [[अणु]] या [[आयन]] है जो [[अम्ल]] और क्षार (रसायन विज्ञान) दोनों के रूप में प्रतिक्रिया कर सकता है।<ref>{{GoldBookRef |title=amphoteric |file=A00306}}</ref> वास्तव में इसका क्या मतलब हो सकता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि एसिड-बेस प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा रहा है।
[[रसायन विज्ञान]] में '''उभयधर्मी''' [[रासायनिक यौगिक]] ({{etymology|el|amphi-|both}}) [[अणु]] या [[आयन]] है जो [[अम्ल]] और क्षार (रसायन विज्ञान) दोनों के रूप में प्रतिक्रिया कर सकता है।<ref>{{GoldBookRef |title=amphoteric |file=A00306}}</ref> वास्तव में इसका क्या अर्थ हो सकता है यह इस विषय पर निर्भर करता है कि अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा रहा है।


एक प्रकार की उभयचर प्रजातियाँ उभयचर अणु हैं, जो या तो एक प्रोटॉन का [[अवक्षेपण]] या [[प्रोटोन]]ेशन कर सकती हैं ({{chem2|H+}}). ब्रोंस्टेड-लोरी एसिड-बेस सिद्धांत में एम्फोटेरिक का यही अर्थ है। उदाहरण के लिए, [[ एमिनो एसिड ]] और [[प्रोटीन]] अपने [[अमाइन]] के कारण एम्फ़िप्रोटिक अणु हैं ({{chem2|\sNH2}}) और [[कार्बोज़ाइलिक तेजाब]] ({{chem2|\sCOOH}}) समूह। आणविक स्व-आयनीकरण|[[पानी]] जैसे स्व-आयनीकरण योग्य यौगिक भी उभयचर हैं।
इस प्रकार की उभयधर्मी स्पसीज उभयधर्मी अणु हैं, जो या तब प्रोटॉन का [[अवक्षेपण]] या [[प्रोटोन|प्रोटोनेशन ({{chem2|H+}})]] कर सकती हैं। ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत में एम्फोटेरिक का यही अर्थ है। उदाहरण के लिए [[ एमिनो एसिड |एमिनो अम्ल]] और [[प्रोटीन]] अपने [[अमाइन]] ({{chem2|\sNH2}}) के कारण एम्फ़िप्रोटिक अणु और [[कार्बोज़ाइलिक तेजाब|कार्बोज़ाइलिक एसीड]] ({{chem2|\sCOOH}}) समूह हैं। जल जैसे स्व-आयनीकरणीय यौगिक भी उभयधर्मी होते हैं।
 
एम्फोलाइट्स एम्फोटेरिक अणु होते हैं, जिनमें अम्लीय और मूलभूत दोनों प्रकार के [[कार्यात्मक समूह]] होते हैं। उदाहरण के लिए अमीनो अम्ल {{chem2|H2N\sRCH\sCO2H}} दोनों का मूल समूह {{chem2|\sNH2}} और अम्लीय समूह {{chem2|\sCOOH}} और [[रासायनिक संतुलन]] में अनेक संरचनाओं के रूप में उपस्थित है।


एम्फोलाइट्स एम्फोटेरिक अणु होते हैं जिनमें अम्लीय और बुनियादी दोनों प्रकार के [[कार्यात्मक समूह]] होते हैं। उदाहरण के लिए, एक अमीनो एसिड {{chem2|H2N\sRCH\sCO2H}} दोनों का एक मूल समूह है {{chem2|\sNH2}} और एक अम्लीय समूह {{chem2|\sCOOH}}, और [[रासायनिक संतुलन]] में कई संरचनाओं के रूप में मौजूद है:
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:<chem>H2N-RCH-CO2H + H2O</chem><chem><=> H2N-RCH-COO- + H3O+</chem><chem><=> H3N+-RCH-COOH + OH-</chem><chem><=> H3N+-RCH-COO- + H2O</chem>
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लगभग तटस्थ [[जलीय घोल]] (पीएच ≅ 7) में, मूल अमीनो समूह अधिकतर प्रोटोनेटेड होता है और कार्बोक्जिलिक एसिड अधिकतर डिप्रोटोनेटेड होता है, ताकि प्रमुख प्रजाति [[zwitterion]] हो {{chem2|H3N+\sRCH\sCOO-}}. वह pH जिस पर औसत आवेश शून्य होता है, अणु के [[समविभव बिंदु]] के रूप में जाना जाता है। एम्फोलाइट्स का उपयोग [[आइसोइलेक्ट्रिक फोकसिंग]] में उपयोग के लिए एक स्थिर पीएच ग्रेडिएंट स्थापित करने के लिए किया जाता है।
लगभग उदासीन [[जलीय घोल|जलीय विलयन]] (pH ≅ 7) में, मूल अमीनो समूह अधिकतर प्रोटोनेटेड होता है और कार्बोक्जिलिक अम्ल अधिकतर डिप्रोटोनेटेड होता है, जिससे प्रमुख स्पसीज [[zwitterion|जेडविट्टरियन]] {{chem2|H3N+\sRCH\sCOO-}} हो। वह pH जिस पर औसत आवेश शून्य होता है, अणु के [[समविभव बिंदु]] के रूप में जाना जाता है। एम्फोलाइट्स का उपयोग [[आइसोइलेक्ट्रिक फोकसिंग]] में उपयोग के लिए स्थिर pH ग्रेडिएंट स्थापित करने के लिए किया जाता है।


[[धातु ऑक्साइड]] जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करके लवण और पानी बनाते हैं, उभयधर्मी ऑक्साइड कहलाते हैं। कई धातुएँ (जैसे [[जस्ता]], [[ विश्वास करना ]], सीसा, [[ अल्युमीनियम ]] और [[ फीरोज़ा ]]) एम्फोटेरिक ऑक्साइड या हाइड्रॉक्साइड बनाती हैं। [[अल्यूमिनियम ऑक्साइड]] ({{chem2|Al2O3}}) एम्फोटेरिक ऑक्साइड का एक उदाहरण है। उभयचरवाद ऑक्साइड की ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करता है। एम्फोटेरिक ऑक्साइड में लेड (II[[लेड(II) ऑक्साइड]] और [[ ज़िंक ऑक्साइड ]] सहित कई अन्य शामिल हैं।<ref>{{Housecroft2nd|pages=173–4}}</ref>
[[धातु ऑक्साइड]] जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल का निर्माण करते हैं, उभयधर्मी ऑक्साइड कहलाते हैं। अनेक धातुएँ (जैसे [[जस्ता]], [[ विश्वास करना |टिन]] , सीसा, [[ अल्युमीनियम |एल्युमीनियम]] और [[ फीरोज़ा |फीरोज़ा]] ) एम्फोटेरिक ऑक्साइड या हाइड्रॉक्साइड का निर्माण करते हैं। [[अल्यूमिनियम ऑक्साइड|एल्यूमिनियम ऑक्साइड]] ({{chem2|Al2O3}}) एम्फोटेरिक ऑक्साइड का उदाहरण है। उभयचरवाद ऑक्साइड की ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करता है। एम्फोटेरिक ऑक्साइड में [[लेड(II) ऑक्साइड]] और [[ ज़िंक ऑक्साइड |ज़िंक ऑक्साइड]] सहित अनेक अन्य सम्मिलित हैं।<ref>{{Housecroft2nd|pages=173–4}}</ref>




==व्युत्पत्ति==
==व्युत्पत्ति                                                                               ==
एम्फोटेरिक ग्रीक शब्द से लिया गया है {{lang|el-Latn|amphoteroi}} ({{lang|el|ἀμφότεροι}}) दोनों का मतलब है. एसिड-बेस रसायन विज्ञान में संबंधित शब्द एम्फीक्रोमैटिक और एम्फीक्रोइक हैं, दोनों पीएच संकेतक जैसे पदार्थों का वर्णन करते हैं। एसिड-बेस संकेतक जो एसिड के साथ प्रतिक्रिया पर एक रंग देते हैं और आधार के साथ प्रतिक्रिया पर दूसरा रंग देते हैं।<ref>Penguin Science Dictionary 1994, Penguin Books</ref>
एम्फोटेरिक ग्रीक शब्द एम्फोटेरोई (ἀμφότεροι) से लिया गया है, जिसका अर्थ "दोनों" है। अम्ल-क्षार रसायन विज्ञान में संबंधित शब्द एम्फीक्रोमैटिक और एम्फीक्रोइक हैं, दोनों पीएच संकेतक जैसे पदार्थों का वर्णन करते हैं। अम्ल-क्षार संकेतक जो अम्ल के साथ प्रतिक्रिया पर रंग प्रदान करते हैं और क्षार के साथ प्रतिक्रिया पर दूसरा रंग देते हैं।<ref>Penguin Science Dictionary 1994, Penguin Books</ref>




==उभयचर अणु==
==उभयधर्मी अणु==
ब्रोन्स्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत|ब्रोन्स्टेड-लोरी अम्ल और क्षार सिद्धांत के अनुसार, अम्ल प्रोटॉन दाता हैं और क्षार प्रोटॉन स्वीकर्ता हैं।<ref>{{cite book |last1=Petrucci |first1=Ralph H. |last2=Harwood |first2=William S. |last3=Herring |first3=F. Geoffrey |date=2002 |title=General chemistry: principles and modern applications |url=https://archive.org/details/generalchemistry00hill |url-access=registration |edition=8th |location=Upper Saddle River, NJ |publisher=Prentice Hall |isbn=978-0-13-014329-7 |lccn=2001032331 |oclc=46872308 |page=[https://archive.org/details/generalchemistry00hill/page/669 669]}}</ref> एक एम्फ़िप्रोटिक अणु (या आयन) या तो एक प्रोटॉन दान कर सकता है या स्वीकार कर सकता है, इस प्रकार या तो एसिड या बेस (रसायन विज्ञान) के रूप में कार्य कर सकता है। पानी, अमीनो एसिड, [[ बिकारबोनिट ]] आयन (या बाइकार्बोनेट आयन) {{chem2|HCO3-}}, [[डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट]] आयन {{chem2|H2PO4-}}, और [[ हाइड्रोजनसल्फेट ]] आयन (या बाइसल्फेट आयन) {{chem2|HSO4-}} उभयचर प्रजातियों के सामान्य उदाहरण हैं। चूँकि वे एक प्रोटॉन दान कर सकते हैं, सभी उभयचर पदार्थों में एक हाइड्रोजन परमाणु होता है। इसके अलावा, चूंकि वे अम्ल या क्षार की तरह कार्य कर सकते हैं, इसलिए वे उभयधर्मी हैं।
अम्ल और क्षार के ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत के अनुसार, अम्ल प्रोटॉन प्रदान करता हैं और क्षार प्रोटॉन ग्रहण करता हैं।<ref>{{cite book |last1=Petrucci |first1=Ralph H. |last2=Harwood |first2=William S. |last3=Herring |first3=F. Geoffrey |date=2002 |title=General chemistry: principles and modern applications |url=https://archive.org/details/generalchemistry00hill |url-access=registration |edition=8th |location=Upper Saddle River, NJ |publisher=Prentice Hall |isbn=978-0-13-014329-7 |lccn=2001032331 |oclc=46872308 |page=[https://archive.org/details/generalchemistry00hill/page/669 669]}}</ref> एम्फ़िप्रोटिक अणु (या आयन) या तब प्रोटॉन प्रदान कर सकता है या ग्रहण कर सकता है, इस प्रकार या तब अम्ल या बेस (रसायन विज्ञान) के रूप में कार्य कर सकता है। जल, अमीनो अम्ल, [[ बिकारबोनिट |हाइड्रोजनकार्बोनेट]] आयन (या बाइकार्बोनेट आयन) {{chem2|HCO3-}}, [[डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट]] आयन {{chem2|H2PO4-}}, और [[ हाइड्रोजनसल्फेट |हाइड्रोजनसल्फेट]] आयन (या बाइसल्फेट आयन) {{chem2|HSO4-}} उभयचर स्पिसीज के सामान्य उदाहरण हैं। चूँकि वह प्रोटॉन प्रदान कर सकते हैं, सभी उभयधर्मी पदार्थों में एक हाइड्रोजन परमाणु होता है। इसके अतिरिक्त चूंकि वे अम्ल या क्षार के समान कार्य कर सकते हैं, इसलिए वे उभयधर्मी हैं।


===उदाहरण===
===उदाहरण===
जलीय घोल में जल का अणु उभयधर्मी होता है। यह [[हाइड्रोनियम]] आयन बनाने के लिए या तो एक प्रोटॉन प्राप्त कर सकता है {{chem2|H3O+}}, या फिर [[ हीड्राकसीड ]] आयन बनाने के लिए एक प्रोटॉन खो दें {{chem2|OH-}}.<ref>{{cite book |url=https://www.worldcat.org/title/824171785 |title=विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के मूल सिद्धांत|last1=Skoog |first1=Douglas A. |last2=West |first2=Donald M. |last3=Holler |first3=F. James |last4=Crouch |first4=Stanley R. |year=2014 |isbn=978-0-495-55828-6 |edition=Ninth |location=Belmont, CA |pages=200 |oclc=824171785}}</ref>
जलीय विलयन में जल का अणु उभयधर्मी होता है। यह [[हाइड्रोनियम]] आयन {{chem2|H3O+}} बनाने के लिए या तब प्रोटॉन प्राप्त कर सकता है, या फिर [[ हीड्राकसीड |हाइड्राक्साइड]] आयन {{chem2|OH-}} बनाने के लिए प्रोटॉन को त्योग देते हैं।<ref>{{cite book |url=https://www.worldcat.org/title/824171785 |title=विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के मूल सिद्धांत|last1=Skoog |first1=Douglas A. |last2=West |first2=Donald M. |last3=Holler |first3=F. James |last4=Crouch |first4=Stanley R. |year=2014 |isbn=978-0-495-55828-6 |edition=Ninth |location=Belmont, CA |pages=200 |oclc=824171785}}</ref>
एक अन्य संभावना दो पानी के अणुओं के बीच आणविक स्व-आयनीकरण प्रतिक्रिया है, जिसमें एक पानी का अणु एसिड के रूप में और दूसरा आधार के रूप में कार्य करता है।
 
अन्य संभावना यह है कि जल के दो अणुओं के मध्य आणविक स्व-आयनीकरण प्रतिक्रिया है, जिसमें जल का एक अणु अम्ल के रूप में और दूसरा क्षार के रूप में कार्य करता है।
:<chem>H2O + H2O <=> H3O+ + OH-</chem>
:<chem>H2O + H2O <=> H3O+ + OH-</chem>
बाइकार्बोनेट आयन, {{chem2|HCO3-}}, उभयधर्मी है क्योंकि यह अम्ल या क्षार के रूप में कार्य कर सकता है:
बाइकार्बोनेट आयन {{chem2|HCO3-}} उभयधर्मी है क्योंकि यह अम्ल या क्षार के रूप में कार्य कर सकता है:
:एक एसिड के रूप में, एक प्रोटॉन खोना: <chem>HCO3- + OH- <=> CO3^2- + H2O</chem>
:अम्ल के रूप में, प्रोटॉन त्यागना : <chem>HCO3- + OH- <=> CO3^2- + H2O</chem>
:आधार के रूप में, एक प्रोटॉन को स्वीकार करते हुए: <chem>HCO3- + H+ <=> H2CO3 </chem>
:क्षार के रूप में, प्रोटॉन को ग्रहण करना: <chem>HCO3- + H+ <=> H2CO3 </chem>
नोट: तनु जलीय घोल में [[हाइड्रोनियम आयन]] का निर्माण, {{chem2|H3O+(aq)}}, प्रभावी रूप से पूर्ण है, ताकि संतुलन के संबंध में प्रोटॉन के जलयोजन को नजरअंदाज किया जा सके।
नोट: तनु जलीय विलयन में [[हाइड्रोनियम आयन]] {{chem2|H3O+(aq)}} का निर्माण प्रभावी रूप से पूर्ण है, जिससे संतुलन के संबंध में प्रोटॉन के जलयोजन को हटा किया जा सके।


अकार्बनिक पॉलीप्रोटिक एसिड के अन्य उदाहरणों में [[सल्फ्यूरिक एसिड]], [[फॉस्फोरिक एसिड]] और [[हाइड्रोजन सल्फाइड]] के आयन शामिल हैं जिन्होंने एक या अधिक प्रोटॉन खो दिए हैं। कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन में, महत्वपूर्ण उदाहरणों में अमीनो एसिड और [[साइट्रिक एसिड]] के व्युत्पन्न शामिल हैं।
अकार्बनिक पॉलीप्रोटिक अम्ल के अन्य उदाहरणों में [[सल्फ्यूरिक एसिड|सल्फ्यूरिक अम्ल]], [[फॉस्फोरिक एसिड|फॉस्फोरिक अम्ल]] और [[हाइड्रोजन सल्फाइड]] के आयन सम्मिलित हैं। जिन्होंने अधिक प्रोटॉन को त्याग दिए हैं। कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन में, महत्वपूर्ण उदाहरणों में अमीनो अम्ल और [[साइट्रिक एसिड|साइट्रिक अम्ल]] के व्युत्पन्न सम्मिलित हैं।


हालाँकि एक उभयचर प्रजाति को उभयचर होना चाहिए, लेकिन इसका विपरीत सत्य नहीं है। उदाहरण के लिए, जिंक ऑक्साइड, ZnO जैसे धातु ऑक्साइड में कोई हाइड्रोजन नहीं होता है और इसलिए वह प्रोटॉन दान नहीं कर सकता है। फिर भी, यह हाइड्रॉक्साइड आयन, एक आधार के साथ प्रतिक्रिया करके एसिड के रूप में कार्य कर सकता है:
चूंकि उभयचर स्पिसीज को उभयधर्मी होना चाहिए, किन्तु इसका विपरीत सत्य नहीं है। उदाहरण के लिए, जिंक ऑक्साइड ZnO जैसे धातु ऑक्साइड में कोई हाइड्रोजन नहीं होता है और इसलिए वह प्रोटॉन का त्याग नहीं कर सकता है। फिर भी यह हाइड्रॉक्साइड आयन क्षार के साथ प्रतिक्रिया करके अम्ल के रूप में कार्य कर सकता है:
:<chem>ZnO_{(s)}{} + 2OH- + H2O -> Zn(OH)_{4(aq)}^2-</chem>
:<chem>ZnO_{(s)}{} + 2OH- + H2O -> Zn(OH)_{4(aq)}^2-</chem>
यह प्रतिक्रिया ब्रोंस्टेड-लोरी एसिड-बेस सिद्धांत द्वारा कवर नहीं की गई है। क्योंकि जिंक ऑक्साइड भी आधार के रूप में कार्य कर सकता है:
यह प्रतिक्रिया ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत के अन्तर्गत वर्णित नहीं की गई है क्योंकि जिंक ऑक्साइड भी क्षार के रूप में कार्य कर सकता है:
:<chem>ZnO_{(s)}{} + 2H+ -> Zn^2+_{(aq)}{} + H2O</chem>,
:<chem>ZnO_{(s)}{} + 2H+ -> Zn^2+_{(aq)}{} + H2O</chem>,
इसे उभयचर के बजाय उभयचर के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
इसे उभयचर के स्थान पर उभयधर्मी के रूप में वर्गीकृत किया गया है।


==ऑक्साइड==
==ऑक्साइड                                     ==
जिंक ऑक्साइड (ZnO) अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है:
जिंक ऑक्साइड (ZnO) अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है:
*<chem>ZnO + \overset{acid}{H2SO4} -> ZnSO4 + H2O</chem>
*<chem>ZnO + \overset{acid}{H2SO4} -> ZnSO4 + H2O</chem>
*<chem>ZnO + \overset{base}{2 NaOH} + H2O -> Na2[Zn(OH)4]</chem>
*<chem>ZnO + \overset{base}{2 NaOH} + H2O -> Na2[Zn(OH)4]</chem>                                        
इस प्रतिक्रियाशीलता का उपयोग विभिन्न धनायनों को अलग करने के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए जिंक (II), जो आधार में घुल जाता है, मैंगनीज (II) से, जो आधार में नहीं घुलता है।
इस रिएक्टीविटी का उपयोग विभिन्न धनायनों को विभाजित करने के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए जिंक (II), जो क्षार में घुल जाता है, मैंगनीज (II) से, जो क्षार में नहीं घुलता है।


लेड(II) ऑक्साइड (PbO):
लेड(II) ऑक्साइड (PbO):
* <chem>PbO + \overset{acid}{2 HCl} -> PbCl2 + H2O</chem>
* <chem>PbO + \overset{acid}{2 HCl} -> PbCl2 + H2O</chem>
* <chem>PbO + \overset{base}{2 NaOH} + H2O -> Na2[Pb(OH)4]</chem>
* <chem>PbO + \overset{base}{2 NaOH} + H2O -> Na2[Pb(OH)4]</chem>
अल्यूमिनियम ऑक्साइड ({{chem2|Al2O3}}):
एल्यूमिनियम ऑक्साइड ({{chem2|Al2O3}}):
* <chem>Al2O3 + \overset{acid}{6 HCl} -> 2 AlCl3 + 3 H2O</chem>
* <chem>Al2O3 + \overset{acid}{6 HCl} -> 2 AlCl3 + 3 H2O</chem>
* <chem>Al2O3 + \overset{base}{2 NaOH} + 3 H2O -> 2 Na[Al(OH)4]</chem> (हाइड्रेटेड [[सोडियम एलुमिनेट]])
* <chem>Al2O3 + \overset{base}{2 NaOH} + 3 H2O -> 2 Na[Al(OH)4]</chem> (हाइड्रेटेड [[सोडियम एलुमिनेट]])
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*<chem>VO2 + \overset{acid}{2 HCl} -> VOCl2 + H2O</chem>
*<chem>VO2 + \overset{acid}{2 HCl} -> VOCl2 + H2O</chem>
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कुछ अन्य तत्व जो एम्फोटेरिक ऑक्साइड बनाते हैं वे हैं [[गैलियम]], [[ ईण्डीयुम ]], [[स्कैंडियम]], [[टाइटेनियम]], [[ zirconium ]], [[क्रोमियम]], [[लोहा]], [[कोबाल्ट]], तांबा, चांदी, [[सोना]], [[जर्मेनियम]], [[ सुरमा ]], [[विस्मुट]], बेरिलियम और [[टेल्यूरियम]]।
कुछ अन्य तत्व जो एम्फोटेरिक ऑक्साइड बनाते हैं, वे निम्नलिखित हैं- [[गैलियम]], [[ ईण्डीयुम |इन्डियम]] , [[स्कैंडियम]], [[टाइटेनियम]], [[ zirconium |जिंक्रोमियम]], [[क्रोमियम]], [[लोहा]], [[कोबाल्ट]], तांबा, चांदी, [[सोना]], [[जर्मेनियम]], [[ सुरमा |एन्टीमनी]] , [[विस्मुट|बिस्मथ]], बेरिलियम और [[टेल्यूरियम]]।


==हाइड्रॉक्साइड्स==
==हाइड्रॉक्साइड्स==
[[एल्युमीनियम हाइड्रॉक्साइड]] भी उभयधर्मी है:<!--simplified reactions that are correct -->
[[एल्युमीनियम हाइड्रॉक्साइड]] भी उभयधर्मी है:
*<chem>Al(OH)3 + \overset{acid}{3 HCl} -> AlCl3 + 3 H2O</chem>
*<chem>Al(OH)3 + \overset{acid}{3 HCl} -> AlCl3 + 3 H2O</chem>
*<chem>Al(OH)3 + \overset{base}{NaOH} -> Na[Al(OH)4]</chem>
*<chem>Al(OH)3 + \overset{base}{NaOH} -> Na[Al(OH)4]</chem>
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==यह भी देखें==
==यह भी देखें==
{{Commons category|Amphoteric oxides}}
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[[जटिल खाया]] खाया
 
* [[जटिल खाया|ऐट कॉम्प्लेक्स]]
 
* समविभव बिंदु
* समविभव बिंदु
* ज़्विटरियन
* जेडविटेरियन


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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Latest revision as of 11:28, 21 August 2023

रसायन विज्ञान में उभयधर्मी रासायनिक यौगिक (from Greek amphi- 'both') अणु या आयन है जो अम्ल और क्षार (रसायन विज्ञान) दोनों के रूप में प्रतिक्रिया कर सकता है।[1] वास्तव में इसका क्या अर्थ हो सकता है यह इस विषय पर निर्भर करता है कि अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा रहा है।

इस प्रकार की उभयधर्मी स्पसीज उभयधर्मी अणु हैं, जो या तब प्रोटॉन का अवक्षेपण या [[प्रोटोन|प्रोटोनेशन (H+)]] कर सकती हैं। ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत में एम्फोटेरिक का यही अर्थ है। उदाहरण के लिए एमिनो अम्ल और प्रोटीन अपने अमाइन (−NH2) के कारण एम्फ़िप्रोटिक अणु और कार्बोज़ाइलिक एसीड (−COOH) समूह हैं। जल जैसे स्व-आयनीकरणीय यौगिक भी उभयधर्मी होते हैं।

एम्फोलाइट्स एम्फोटेरिक अणु होते हैं, जिनमें अम्लीय और मूलभूत दोनों प्रकार के कार्यात्मक समूह होते हैं। उदाहरण के लिए अमीनो अम्ल H2N−RCH−CO2H दोनों का मूल समूह −NH2 और अम्लीय समूह −COOH और रासायनिक संतुलन में अनेक संरचनाओं के रूप में उपस्थित है।

लगभग उदासीन जलीय विलयन (pH ≅ 7) में, मूल अमीनो समूह अधिकतर प्रोटोनेटेड होता है और कार्बोक्जिलिक अम्ल अधिकतर डिप्रोटोनेटेड होता है, जिससे प्रमुख स्पसीज जेडविट्टरियन H3N+−RCH−COO हो। वह pH जिस पर औसत आवेश शून्य होता है, अणु के समविभव बिंदु के रूप में जाना जाता है। एम्फोलाइट्स का उपयोग आइसोइलेक्ट्रिक फोकसिंग में उपयोग के लिए स्थिर pH ग्रेडिएंट स्थापित करने के लिए किया जाता है।

धातु ऑक्साइड जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल का निर्माण करते हैं, उभयधर्मी ऑक्साइड कहलाते हैं। अनेक धातुएँ (जैसे जस्ता, टिन , सीसा, एल्युमीनियम और फीरोज़ा ) एम्फोटेरिक ऑक्साइड या हाइड्रॉक्साइड का निर्माण करते हैं। एल्यूमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) एम्फोटेरिक ऑक्साइड का उदाहरण है। उभयचरवाद ऑक्साइड की ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करता है। एम्फोटेरिक ऑक्साइड में लेड(II) ऑक्साइड और ज़िंक ऑक्साइड सहित अनेक अन्य सम्मिलित हैं।[2]


व्युत्पत्ति

एम्फोटेरिक ग्रीक शब्द एम्फोटेरोई (ἀμφότεροι) से लिया गया है, जिसका अर्थ "दोनों" है। अम्ल-क्षार रसायन विज्ञान में संबंधित शब्द एम्फीक्रोमैटिक और एम्फीक्रोइक हैं, दोनों पीएच संकेतक जैसे पदार्थों का वर्णन करते हैं। अम्ल-क्षार संकेतक जो अम्ल के साथ प्रतिक्रिया पर रंग प्रदान करते हैं और क्षार के साथ प्रतिक्रिया पर दूसरा रंग देते हैं।[3]


उभयधर्मी अणु

अम्ल और क्षार के ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत के अनुसार, अम्ल प्रोटॉन प्रदान करता हैं और क्षार प्रोटॉन ग्रहण करता हैं।[4] एम्फ़िप्रोटिक अणु (या आयन) या तब प्रोटॉन प्रदान कर सकता है या ग्रहण कर सकता है, इस प्रकार या तब अम्ल या बेस (रसायन विज्ञान) के रूप में कार्य कर सकता है। जल, अमीनो अम्ल, हाइड्रोजनकार्बोनेट आयन (या बाइकार्बोनेट आयन) HCO3, डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट आयन H2PO4, और हाइड्रोजनसल्फेट आयन (या बाइसल्फेट आयन) HSO4 उभयचर स्पिसीज के सामान्य उदाहरण हैं। चूँकि वह प्रोटॉन प्रदान कर सकते हैं, सभी उभयधर्मी पदार्थों में एक हाइड्रोजन परमाणु होता है। इसके अतिरिक्त चूंकि वे अम्ल या क्षार के समान कार्य कर सकते हैं, इसलिए वे उभयधर्मी हैं।

उदाहरण

जलीय विलयन में जल का अणु उभयधर्मी होता है। यह हाइड्रोनियम आयन H3O+ बनाने के लिए या तब प्रोटॉन प्राप्त कर सकता है, या फिर हाइड्राक्साइड आयन OH बनाने के लिए प्रोटॉन को त्योग देते हैं।[5]

अन्य संभावना यह है कि जल के दो अणुओं के मध्य आणविक स्व-आयनीकरण प्रतिक्रिया है, जिसमें जल का एक अणु अम्ल के रूप में और दूसरा क्षार के रूप में कार्य करता है।

बाइकार्बोनेट आयन HCO3 उभयधर्मी है क्योंकि यह अम्ल या क्षार के रूप में कार्य कर सकता है:

अम्ल के रूप में, प्रोटॉन त्यागना :
क्षार के रूप में, प्रोटॉन को ग्रहण करना:

नोट: तनु जलीय विलयन में हाइड्रोनियम आयन H3O+(aq) का निर्माण प्रभावी रूप से पूर्ण है, जिससे संतुलन के संबंध में प्रोटॉन के जलयोजन को हटा किया जा सके।

अकार्बनिक पॉलीप्रोटिक अम्ल के अन्य उदाहरणों में सल्फ्यूरिक अम्ल, फॉस्फोरिक अम्ल और हाइड्रोजन सल्फाइड के आयन सम्मिलित हैं। जिन्होंने अधिक प्रोटॉन को त्याग दिए हैं। कार्बनिक रसायन विज्ञान और जैव रसायन में, महत्वपूर्ण उदाहरणों में अमीनो अम्ल और साइट्रिक अम्ल के व्युत्पन्न सम्मिलित हैं।

चूंकि उभयचर स्पिसीज को उभयधर्मी होना चाहिए, किन्तु इसका विपरीत सत्य नहीं है। उदाहरण के लिए, जिंक ऑक्साइड ZnO जैसे धातु ऑक्साइड में कोई हाइड्रोजन नहीं होता है और इसलिए वह प्रोटॉन का त्याग नहीं कर सकता है। फिर भी यह हाइड्रॉक्साइड आयन क्षार के साथ प्रतिक्रिया करके अम्ल के रूप में कार्य कर सकता है:

यह प्रतिक्रिया ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत के अन्तर्गत वर्णित नहीं की गई है क्योंकि जिंक ऑक्साइड भी क्षार के रूप में कार्य कर सकता है:

,

इसे उभयचर के स्थान पर उभयधर्मी के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

ऑक्साइड

जिंक ऑक्साइड (ZnO) अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है:

इस रिएक्टीविटी का उपयोग विभिन्न धनायनों को विभाजित करने के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए जिंक (II), जो क्षार में घुल जाता है, मैंगनीज (II) से, जो क्षार में नहीं घुलता है।

लेड(II) ऑक्साइड (PbO):

एल्यूमिनियम ऑक्साइड (Al2O3):

  • (हाइड्रेटेड सोडियम एलुमिनेट)

स्टैनस ऑक्साइड (SnO):

वैनेडियम(IV) ऑक्साइड (VO2):

कुछ अन्य तत्व जो एम्फोटेरिक ऑक्साइड बनाते हैं, वे निम्नलिखित हैं- गैलियम, इन्डियम , स्कैंडियम, टाइटेनियम, जिंक्रोमियम, क्रोमियम, लोहा, कोबाल्ट, तांबा, चांदी, सोना, जर्मेनियम, एन्टीमनी , बिस्मथ, बेरिलियम और टेल्यूरियम

हाइड्रॉक्साइड्स

एल्युमीनियम हाइड्रॉक्साइड भी उभयधर्मी है:

बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड:

  • [6]

क्रोमियम(III) हाइड्रॉक्साइड:


यह भी देखें

  • समविभव बिंदु
  • जेडविटेरियन

संदर्भ

  1. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "amphoteric". doi:10.1351/goldbook.A00306
  2. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2004). Inorganic Chemistry (2nd ed.). Prentice Hall. pp. 173–4. ISBN 978-0-13-039913-7.
  3. Penguin Science Dictionary 1994, Penguin Books
  4. Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). General chemistry: principles and modern applications (8th ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. p. 669. ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331. OCLC 46872308.
  5. Skoog, Douglas A.; West, Donald M.; Holler, F. James; Crouch, Stanley R. (2014). विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के मूल सिद्धांत (Ninth ed.). Belmont, CA. p. 200. ISBN 978-0-495-55828-6. OCLC 824171785.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  6. CHEMIX School & Lab - Software for Chemistry Learning, by Arne Standnes (program download required)