Protoliza

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Jump to navigation Jump to search

Protoliza ili protolitska reakcija je hemijska reakcija u kojoj se ion vodika (H+) prenosi između dvije reakcijjske supstance i stoga nije toliko često pogrešno označen. Protoliza je reakcija glavnog kiselinsko-baznog koncepta Brønsted-Lowryjeva teorija kiselina i baza. Prema ovoj teoriji, kiselinski protona (H+) u reakciji prelazi na partnera. Kiseli spoj radi djeluju donor protona, a baza (često voda) preuzima proton, pa se stoga naziva akceptor protona. Između dvije supstance koje su uključene u rezultate reakcije postoji hemijska ravnoteža.[1][2][3][4]

Protolitska reakcija[uredi | uredi izvor]

Ako se plinovitih hlorovodik (HCl) stavi u vodu, odvija se protolia sone kiseline. Ovo je hemijski ravnotežna reakcija, jer molekula HCl i ion H3O+ donira proton, kao Bronstedove 'kiseline'. H2O i Cl djeluju kao akceptoru protona, kao Bronstedove 'baze'.

.

Naprimjer, čista kiselina (H3C–COOH) stavljena u vodu ulazi u protolizu H3O+, uz acetatni anion (H3C–COO). Ovdje je CH3COOH en H3O+ donor protona, dok je H3C–COO en H2O akceptorpr.

.

Protoliza dva protona daje spoj sumporne kiseline u vodi:

U ovoj reakcijskoj jednadžbi, molekula je H2SO4, a ion H3O+ donor protona, kao Bronstedvova 'kiselina'. H2O i SO42– djeluju kao akceptori protona, u skladu sa Bronstedovim bazama. Posebnu ulogu ima HSO4, koji, ovisno o smjeru reakcije, odgovara kao akceptor i donora protona. Supstance sa takvim svojstvima se označavaju kao amfoliti. Plinoviti amonijak (NH3) u vodi zatim prelazio u amonijev ion (NH4+) i formiraju se hidroksidni ioni (OH). Donori protona ovdje su NH4+ i H2O, dok su OH i NH3 njihovi receptori:

.[1][2][3][4]


Autoprotoliza[uredi | uredi izvor]

Čista voda ima sposobnost autoprotolize. Biljka proizvodi hidroksonijeve H3O+ i hidroksidni (OH) ione. H2O je stanju reagirati i kao donor (kao kiselina) ili kao akceptor akceptor protona (kao baza). Zbog toga se ovdje radi o formiranju amfolita:

.

Ravnoteža je vrlo snažno na strani vode. Ion proizvoda za ovu reakciju je na 298 K (25 °C) 10−14 mol2 l−2 (konstanta ionizacije). U autoprotolizi, vode je osnova zbog činjenice da hemijski čista voda ima barem blagu elektroprovodljivost. Autoprotoliza ovisi o temperaturi. Dakle, o konstanti ravnoteže (mol2 l-2):

  • od 0 °C 0,11 · 10−14 do oko 10−15;
  • od 60 °C 9,61 · 10−14 do oko 10−13.

U skladu s tim, ujedno i pH vode ovisi o temperaturi. Čista voda ima:

  • 0 °C : pH 7,5;
  • 25 °C: pH 7,0:
  • 60 °C: pH 6,5.
Uvjeti stvaranje ionskih proizvoda vode (u mol2l-2)
Temperatura Kw/(10−14M)[5][6] pKw Neutralna pH vrijednost
0 °C 0,11 14,94 7,47
10 °C 0,29 14,53 7,27
20 °C 0,68 14,17 7,09
25 °C 1,01 14,00 7,00
30 °C 1,47 13,83 6,92
40 °C 2,92 13,53 6,77
50 °C 5,47 13,26 6,63
60 °C 9,6 13,02 6,51
70 °C 16 12,80 6,40
80 °C 25 12,60 6,30
90 °C 37 12,43 6,22
100 °C 54 12,27 6,14

Protoliza u ne-vodenoj otopini[uredi | uredi izvor]

U Brønstedsovoj reakciji kiselina-baza, uz vodu, potrebna su i druga odgovarajući polarna otapala, kao u reakcija partnera spoput metanola ili etanola. Dobar primjer je autoprotoliza tečnog amonijaka, gdje se formiraju ioni amonijaka i amida:

.

Također su poznate reakcije u koncentrirane sumporne kiseline, i tome slične:

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b Voet D, Voet J. (1995). Biochemistry, 2nd Ed. Wiley, http://www.wiley.com/college/math/chem/cg/sales/voet.html. 
  2. ^ a b Atkins P., de Paula J. (2006). Physical chemistry, 8th Ed. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-8759-8. 
  3. ^ a b Whitten K.W., Gailey K. D. and Davis R. E. (1992). General chemistry, 4th Ed. Philadelphia: Saunders College Publishing. ISBN 0-03-072373-6. 
  4. ^ a b Petrucci R. H., Harwood W. S., Herring F. G. (2002). General Chemistry, 8th Ed. New York: Prentice-Hall. ISBN 0-13-014329-4. 
  5. ^ Küster, Thiel: Küster-Thiel Rechentafeln für die Chemische Analytik|Rechentafeln für die Chemische Analytik, 105. Auflage, Berlin / New York 2003, ISBN 3-11-017566-5.
  6. ^ D'Ans – Lax Taschenbuch für Chemiker und Physiker Band 1, Springer-Verlag 1967, S. 626.