Механизм Гротгуса

Механизм Гротгуса — механизм переноса протонов, или же протонных дефектов в средах, где имеется водородная связь. Этот физический механизм был впервые предсказан Теодором фон Гротгусом. Передача иона водорода по цепочке связанных водородными связями молекул воды проходит в несколько стадий («эстафетный» механизм), практически же скорость «движения протонов в растворителе» определяется скоростью поляризации молекул растворителя.

История

В своей работе «Theory of decomposition of liquids by electrical currents» (1806), Гротгус предложил теорию, объясняющую аномальную электропроводность воды.[1].

В 2005 г. удалось в эксперименте зафиксировать стадии процесса «перескока» протонов в среде. [2]

Аномальная подвижность протонов

Механизм Гротгуса поясняет аномально большие значения коэффициентов диффузии протонов по сравнению с коэффициентами диффузии различных ионов. В таблице приведены коэффициенты диффузии катионов, связанные с тепловыми колебаниями (Броуновское движение).

Таблица

Катион Подвижность ( см2 В−1 s−1)
NH4+ 0.763⋅10−3
Na+ 0.519⋅10−3
K+ 0.762⋅10−3
H+ 3.62⋅10−3

Примечания

  1. ↑ de Grotthuss, C.J.T. Sur la décomposition de l'eau et des corps qu'elle tient en dissolution à l'aide de l'électricité galvanique (фр.) // Ann. Chim. : magazine. — 1806. — Vol. 58. — P. 54—73.
  2. ↑ http://elementy.ru/news/164889 Архивная копия от 19 июня 2006 на Wayback Machine Удалось проследить движение протона от кислоты к основанию