Autoprotolisi

L'autoprotolisi è una particolare reazione nella quale viene trasferito un protone fra due molecole identiche, una delle quali si comporta come un acido di Brønsted e l'altra come una base di Brønsted. Se una molecola non contiene idrogeno, non può essere soggetta ad autoprotolisi, ma averlo può non essere sufficiente. Una condizione sufficiente è che la molecola sia protica.

Un esempio tipico di autoprotolisi è costituito dalla reazione di autoionizzazione dell'acqua:

2 H_{2} O_{(l)} ⇋ H_{3} O_{(a q)}^{+} + O H_{(a q)}^{-}

,

la cui costante di equilibrio ha la forma:

K = \frac{a_{H_{3} O^{+}} a_{O H^{-}}}{a_{H_{2} O}^{2}} = 1.8 \cdot 1 0^{- 16}

.

Considerando costante l'attività dell'acqua (55.5 M), si ottiene:

K_{w} = a_{H_{3} O^{+}} a_{O H^{-}} = 1.0 \cdot 1 0^{- 14}

.

Equilibri di autoprotolisi analoghe esistono anche in altri liquidi, come nell'ammoniaca liquida:

2 N H_{3} ⇋ N H_{4}^{+} + N H_{2}^{-}

,

la cui costante di equilibrio ha la forma:

K = \frac{a_{N H_{4}^{+}} a_{N H_{2}^{-}}}{a_{N H_{3}}^{2}} = 1 0^{- 27}

.

Altri esempi di equilibri di autoprotolisi sono l'acido fluoridrico, l'acido nitrico, l'acido fosforico, l'acido solforico, l'acido perclorico, ma anche l'acido formico e gli acidi carbossilici in genere, e altri.

Note

↑ Dire "trasferimento di protone" è un uso invalso in gergo chimico, ma non sempre preciso, come in questo caso: qui si intende trasferimento di un ¹H⁺ (protone), o di un ²H⁺ (deuterone, D⁺), o anche di un ³H⁺ (tritone(?), T⁺).
↑ (EN) autoprotolysis, su goldbook.iupac.org, IUPAC Gold Book. URL consultato il 21 gennaio 2013.
↑ (EN) John R. Rumble (a cura di), Laboratory Solvent Solvents and Other Liquid Reagents, in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 102ª ed., CRC Press/Taylor & Francis, 2021.
↑ Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry, Wiley-VCH, 2010, ISBN 978-3-527-30673-2.
1 2 Silvestroni, p. 422.
↑ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, pp. 48-51, ISBN 0-7506-3365-4.
↑ J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività, 2ª ed., Piccin, 1999, pp. 377-381, ISBN 88-299-1470-3.

Bibliografia

Paolo Silvestroni, Fondamenti di chimica, CEA-Zanichelli Editore, 1999, p. 1007, ISBN 88-408-0998-8.

Collegamenti esterni

(EN) autoprotolysis, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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[1] Dire "trasferimento di protone" è un uso invalso in gergo chimico, ma non sempre preciso, come in questo caso: qui si intende trasferimento di un ¹H⁺ (protone), o di un ²H⁺ (deuterone, D⁺), o anche di un ³H⁺ (tritone(?), T⁺).

[2] (EN) autoprotolysis, su goldbook.iupac.org, IUPAC Gold Book. URL consultato il 21 gennaio 2013.

[3] (EN) John R. Rumble (a cura di), Laboratory Solvent Solvents and Other Liquid Reagents, in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 102ª ed., CRC Press/Taylor & Francis, 2021.

[4] Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry, Wiley-VCH, 2010, ISBN 978-3-527-30673-2.

[S422-5] 1 2 Silvestroni, p. 422.

[:33-6] N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, pp. 48-51, ISBN 0-7506-3365-4.

[:0-7] J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività, 2ª ed., Piccin, 1999, pp. 377-381, ISBN 88-299-1470-3.