Protonace - Protonation
V chemii je protonace (nebo hydronace ) přidání protonu (nebo hydronu nebo vodíkového kationtu), (H + ) k atomu , molekule nebo iontu za vzniku konjugované kyseliny . (Komplementární proces, kdy je proton odstraněn z Brønsted -Lowryho kyseliny, je deprotonace .) Některé příklady zahrnují
- protonace z vody pomocí kyseliny sírové :
- H 2 SO 4 + H 2 O ⇌ H 3 O + + HSO-
4
- H 2 SO 4 + H 2 O ⇌ H 3 O + + HSO-
- protonace isobutenu za vzniku karbokationtu :
- (CH 3 ) 2 C = CH 2 + HBF 4 ⇌ (CH 3 ) 3 C + + BF-
4
- (CH 3 ) 2 C = CH 2 + HBF 4 ⇌ (CH 3 ) 3 C + + BF-
- protonace amoniaku za vzniku chloridu amonného z amoniaku a chlorovodíku :
Protonace je základní chemická reakce a je krokem v mnoha stechiometrických a katalytických procesech . Některé ionty a molekuly mohou podstoupit více než jednu protonaci a jsou označeny jako polybazické, což platí pro mnoho biologických makromolekul . Ve většině acidobazických reakcí dochází k protonaci a deprotonaci (odstranění protonu) ; jsou jádrem většiny acidobazických reakčních teorií. Bronsted-Lowryho kyseliny je definována jako chemické látky , které protonuje jinou látku. Po protonování substrátu se hmotnost a náboj druhu zvýší o jednu jednotku, což z něj činí zásadní krok v určitých analytických postupech, jako je hmotnostní spektrometrie s elektrosprejem . Protonování nebo deprotonace molekuly nebo iontu může změnit mnoho dalších chemických vlastností, může se změnit nejen náboj a hmotnost, například rozpustnost , hydrofilnost , redukční potenciál a optické vlastnosti .
Ceny
Protonace jsou často rychlé, částečně kvůli vysoké mobilitě protonů v mnoha rozpouštědlech. Rychlost protonace souvisí s kyselostí druhu protonovat: protonace od slabých kyselin je nižší než protonace stejné základně pomocí silných kyselin . Rychlost protonace a deprotonace může být obzvláště pomalá, když protonace vyvolává významné strukturální změny.
Reverzibilita a katalýza
Protonace je obvykle reverzibilní a struktura a vazba konjugované báze se při protonaci obvykle nemění. V některých případech však protonační indukuje izomerizace , například cis - alkeny je možno převést na trans- alkenů za použití katalytického množství protonovat činidla. Mnoho enzymů, jako jsou serinové hydrolázy , pracuje pomocí mechanismů, které zahrnují reverzibilní protonaci substrátů.
Viz také
- Disociační konstanta kyseliny
- Deprotonace (nebo dehydronace)
- Molekulární autoionizace