Protonación

Símbol químic del protón

En química, la protonación és l'adició d'un protó (H⁺) a un àtom, molècula, o ion. La protonación és possiblement la reacció química més fonamental i és un pas en molts processos catalítics i estequiomètrics. Alguns ions i molècules poden sofrir més d'una protonación, i són denominats polibásicos. Açò és veritat per a moltes macromolécula biològiques. Les molècules que poden ser deprotonadas són àcides, o poliácidas si pot eliminar-se més d'un protón.

En la protonación d'un substrat, tant la massa i càrrega de l'espècie s'incrementen en una unitat. La protonación i deprotonación d'una molècula o ion altera moltes propietats químiques més allà del canvi en càrrega i massa: hidrofilicidad, potencial de reducció, propietats òptiques, entre unes atres. La protonación és també un pas essencial en certs procediments analítics, com l'espectrometria de masses per electrospray.

La protonación i deprotonación ocorre en moltes reaccions àcit-base; són el cor de moltes teories àcit-base. Un àcit de Brønsted-Lowry és definit com una substància química que protona una atra substància.

Velocitat de protonación i deprotonación

Les protonaciones solen ser ràpides, en part per l'alta movilitat dels protones en l'aigua. La velocitat de reacció de la protonación està relacionada en l'acidea de l'espècie protonada. Els àcit dèbils protonan més débilmente que els àcit forts. Les velocitats de protonación i deprotonación poden ser especialment llentes quan la protonación induïx canvis estructurals significatius.

Reversibilidad i catálisis

Usualment, les protonaciones són reversibles, i la base conjugada és inalterada en ser protonada. En alguns casos, no obstant, la protonación induïx una isomerización. Els cis-alquenos poden ser convertits a trans-alquenos usant una cantitat catalítica d'un agent protonante. Moltes enzimes, com les serina hidrolasas, operen per mecanismes que involucren la protonación reversible dels substrats.