انتقال بروتون

انتقال بروتون في الكيمياء هو تفاعل كيميائي ينتقل خلاله بروتون (أيون الهيدروجين(H⁺)) بين جزيئين داخلين في التفاعل . وتحدث تلك الظاهرة في تفاعل حمض-قلوي الذي بحث فيه العالم السويدي برونستد .

وطبقا لنظرية برونستد ينقل حمض أيون الهيدروجين (H⁺) إلى المادة التي يتفاعل معها. ويعمل الحمض في هذا التفاعل ك عاطي بروتون، وأما القاعدة التي ينتقل إليها البروتون فتسمى آخذ بروتون . وسريعا يحدث توازن كيميائي بين المادتين المتفاعلتين، أي يحدث توازن للأخذ والعطاء.

تفاعلات ينتقل فيها البروتون

عندما نذيب غاز كلوريد الهيدروجين (HCl) في الماء يتكون بانتقال البروتون حمض هيدروكلوريك. كما يحدث توازن كيميائي. ويكون في هذا التوازن الكيميائي جزيئ (HCl) وأيونات H₃O⁺ عاطية بروتون، وطبقا لنظرية برونستد يكونان أحماضا. وأما جزيئات الماء H₂O وأيونات الكلور Cl⁻ فكل منهما آخذ بروتون، وطبقا لنظرية برونستد فهما قاعدتان:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{\mathrm{-}}$.

تفكك حمض الخليك

وسنأخذ الآن مثال حمض الخليك : فعندما نضيف حمض الخليك إلى الماء تتكون أيونات أسيتات (H₃C–COOH) وأيونات الهيدروجين H₃O⁺ (H₃C–COO⁻) .( يسمى أيون الهيدروجين على هذه الصورة أيون أوكسونيوم وله شحنة موجبة).

تكون CH₃COOH و H₃O⁺ في هذا التفاعل عاطية بروتون، بينما تكون H₃C–COO⁻ و H₂O آخذة بروتون .

${\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{O}{\mathrm{O}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}$

تفكك حمض الكبريتيك

يحتوي جزيئ حمض الكبريتيك على ذرتين من الهيدروجين، وعندما يتفكك الحمض في الماء يمكن لذرتي الهيدروجين الانتقال إلى جزيئين ماء ويتكون 2 أيون أوكسنويوم موجبي الشحنة، ويبقي شارد الكبريتات وله شحنتين سالبتين .

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}$

يكون في هذا التفاعل جزيئ H₂SO₄ وأيون H₃O⁺ عاطي بروتون، ويعتبر طبقا لنظرية برونستد حمضا . أما الشاردان H₂O و SO₄²⁻ فهما طبقا لبرونستد قواعد. ويلعب الشارد HSO₄⁻ دورا هاما في التفاعل بحسب اتجاه سير التفاعل، فهو يكون آخذ بروتون في أحد الاتجاهين وعاطي بروتون في الاتجاه المعاكس . وتسمى المواد التي لها تلك الصفتين «أمفولايت» Ampholyte.

تفكك الأمونيا في الماء

عندما يذوب غاز الأمونيا NH₃ في الماء تتكون أيونات الأمونيا الموجبة الشحنة (NH₄⁺) وجزيئات الهيدروكسيد (OH⁻). ويكون كلا من NH₄⁺ وH₂O عاطي بروتون ، بينما OH⁻ و NH₃آخذي بروتون .

$\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{H}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$

اقرأ أيضا

• تفاعل حمض-قاعدة
• آخذ بروتون
• عاطي بروتون
• حمض الكبريتيك
• حمض الكربونيك
• أيون أوكسونيوم
• بيكربونات
• ثابت تفكك الحمض