兩性物質

兩性物質 (Amphoteric Substance)
高雄市立高雄高級中學化學科陳藝菁老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

在化學中，兩性物質是指能與酸和鹼反應的物質。這個字源於希臘字首（αμφί-），意指兩者都…。金屬如：Zn、Al、Sn、Pb、Be、Cr（俗稱兩性金屬）和大部分類金屬（metalloids）都可生成兩性氧化物或氫氧化物。另外一類兩性物質是指可接受和提供質子的兩性分子，例如：胺基酸和蛋白質有胺基可接收質子，也有羧基可提供質子；而可自解離的水和氨分子，也是兩性分子。

兩性金屬會隨溶液pH值的變化，而產生不同的反應。例（I）顯示，鋁在強酸、強鹼中，均能產生氫氣；例（II）中，鋅的氧化物（ZnO）會隨溶液pH值變化而有不同反應；例（III）中，鋁的氫氧化物（Al(OH)₃），亦在不同的酸鹼環境中，行不同的化學反應。善用此效應，能由混合物中分離出兩性物質，例如：由鋁礬土中分離Al₂O₃與Fe₂O₃；由鎂粉中分離鋅…。除了兩性金屬系列，還有某些元素的氧化物難溶於水中，但卻可與強酸及強鹼作用，顯示出其弱鹼及弱酸性，也被稱為兩性氧化物，如Ti、Si、V、Sb…（（IV）以TiO₂為例，（V）以Sb₂O₃為例）。

氫氧化物（ROH）是否呈兩性，可由卡特雷奇（G.H.Gartledge）離子位能（ionic potentials）的概念來判斷。

布羅酸鹼理論（Brønsted-Lowry theory）定義：酸是質子提供者；鹼是質子接受者。兩性分子（或離子）能接受或提供一個質子，因此，可作為酸或鹼。在布羅酸鹼理論中，溶劑由兩性物質擔當，溶劑自身分子間能產生質子自遞反應，生成相對應的強酸和強鹼。水、胺基酸、碳酸氫根和硫酸氫根，都是常見的兩性物質，它們均像酸，能提供一個質子；也能如鹼一般，接受一個質子（（VI）為HCO₃^–當酸或當鹼的反應）。水是最常見的兩性物質，例（VII）中表示，當水遇到HCl時，水會做鹼的角色；遇到氨水時，則充當酸的角色。

參考資料
http://en.wikipedia.org/wiki/Amphoterism
沈敦瑜(2003)，無機化學，新文京出版社，第171、246-248頁。