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Protolyse oder protolytische Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der a Wasserstoffion (H) wird zwischen den beiden an der Reaktion beteiligten Stoffen und damit nicht, wie oft fälschlich angegeben, übertragen. Die Protolyse ist eine Reaktion nach dem wichtigen Säure-Base-Konzept der of Brønsted und Lowry Säure-Basen-Theorie. Nach dieser Theorie repräsentiert eine Säure ein Proton (H) zum Reaktionspartner. Die saure Verbindung wirkt als Protonenspender und die Base (oft Wasser) nimmt das Proton auf und wird so zum Protonenakzeptor erwähnt. A wird zwischen den beiden an der Reaktion beteiligten Stoffen gebildet chemisches Gleichgewicht.

Protolytische Reaktionen

Wird es gasförmig sein? Chlorwasserstoff (HCl) in Wasser, dann unter Protolyse Salzsäure gebildet. Bei dieser chemischen Gleichgewichtsreaktion werden das Molekül HCl und die Ion huh₃Ö Protonendonatoren und nach Brønsted Säuren. huh₂O und Cl⁻ fungieren als Protonenakzeptoren und sind nach Brønsted Base.

${displaystyle mathrm {H_{2}O HCl longrightarrow H_{3}O^{ } Cl^{-}} }$.

Wird zum Beispiel rein Essigsäure (H₃C–COOH) in Wasser, dann bildet die Protolyse H₃Ö und der Acetat-Anion (H₃C–COO⁻). Hier sind CH₃COOH und H₃Ö Protonendonatoren, während H₃C–COO⁻ und H₂O sind Protonenakzeptoren.

${displaystyle mathrm {H_{3}C{-}COOH H_{2}O ightleftharpoons H_{3}C{-}COO^{-} H_{3}O^{ }} }$

Protolyse der Zwei-Protonen-Verbindung Schwefelsäure im Wasser:

${displaystyle mathrm {H_{2}SO_{4} 2 H_{2}O rechtslinke Harpunen H_{3}O^{ } H_{2}O HSO_{4}^{-}rechtslinke Harpunen 2 H_{3}O^ { } SO_{4}^{2-}} }$

In dieser Reaktionsgleichung sind die Moleküle H₂SO₄ und das Ion H₃Ö Protonendonatoren und nach Brønsted Säuren. huh₂O und SO₄²⁻ fungieren als Protonenakzeptoren, sind also nach Brønsted Base. HSO . spielt eine besondere Rolle₄⁻, die je nach Reaktionsrichtung als Protonenakzeptor oder Protonendonor reagieren können. Stoffe mit solchen Eigenschaften sind Ampholyte erwähnt.

Ist das gasförmige Ammoniak (NH₃) in Wasser, Ammoniumionen (NH₄) und HydroxidIonen (OH⁻) gebildet. Protonendonatoren sind hier NH₄ und H₂Oh, während OH⁻ und NH₃ sind Protonenakzeptoren.

${displaystyle mathrm {NH_{3} H_{2}O;{overrightarrow {leftarrow}} NH_{4}^{ } OH^{-}} }$

Autoprotolyse

sehen Autoprotolyse für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Reines Wasser hat eine sogenannte Autoprotolyse. Dies entstand Hydroxonium-Ionen huh₃Ö und Hydroxidionen (OH⁻). huh₂O kann entweder als Protonendonator (als Säure) oder als Protonenakzeptor (als Base) reagieren. Deshalb wird es hier auch als Ampholyt bezeichnet.

${displaystyle mathrm {2 H_{2}O ightleftharpoons H_{3}O^{ } OH^{-}} }$

Auf der Wasserseite ist die Balance sehr stark. Es Ionenprodukt für diese Reaktion bei 298 K (25 °C) ist 10⁻¹⁴ Maulwurf² l⁻² (das Ionisationskonstante). Die Autoprotolyse des Wassers ist die Grundlage dafür, dass chemisch reines Wasser auch mindestens einen geringen Wasseranteil hat elektrische Leitfähigkeit hast. Die Autoprotolyse ist temperaturabhängig. So ist das Gleichgewichtskonstante (in mol² l⁻²):

• bei 0 °C 0,11 10⁻¹⁴, also ungefähr 10⁻¹⁵
• bei 60 °C 9,61 10⁻¹⁴, also ungefähr 10⁻¹³

Dementsprechend ist auch die pH abhängig von der Wassertemperatur. Reines Wasser hat also

• 0 °C ein pH-Wert von 7,5
• 25 °C ein pH-Wert von 7,0
• 60°C ein pH-Wert von 6,5

Protolyse in nichtwässrigen Lösungen

Bei Brønsted-Säure-Base-Reaktionen können neben Wasser auch andere ausreichend polare Lösungsmittel als Reaktionspartner dienen, wie z Methanol oder Ethanol. Ein gutes Beispiel ist die Autoprotolyse von Flüssigkeit Ammoniak, bei dem die IonenAmmonium und Amid geprägt sein.

${displaystyle mathrm {2 NH_{3} ightleftharpoons NH_{4}^{ } NH_{2}^{-}} }$

Auch in konzentrierter Form Schwefelsäure ähnliche Reaktionen sind bekannt:

${displaystyle mathrm {2 H_{2}SO_{4} ightleftharpoons H_{3}SO_{4}^{ } HSO_{4}^{-}} }$