Mecanismo Grotthuss

O mecanismo de Grotthuss, proposto em 1806, descreve o transporte de prótons em solução aquosa e outros solventes hidroxilados. No mecanismo de Grotthuss, os prótons são transferidos entre as moléculas de água através de uma série de rearranjos de ligações de hidrogênio. Este processo pode ser representado como:

H3O+ + H2O → H2O + H3O+

Nesta reação, o próton (H+) é transferido do íon hidrônio (H3O+) para uma molécula de água. A molécula de água torna-se então um novo íon hidrônio e o processo pode continuar.

O mecanismo de Grotthuss é um processo cooperativo, o que significa que a transferência de prótons é facilitada pelas moléculas de água circundantes. Isso ocorre porque as moléculas de água estão ligadas entre si por ligações de hidrogênio, e essas ligações de hidrogênio podem ser reorganizadas para permitir que os prótons se movam através da solução.

O mecanismo Grotthuss é uma forma muito eficiente de transportar prótons na água. Estima-se que os prótons podem viajar através da água a uma velocidade de até 10^7 cm/s.

Mecanismo próprio

O mecanismo Eigen, proposto em 1964, é um mecanismo diferente para o transporte de prótons na água. No mecanismo Eigen, os prótons são transferidos entre as moléculas de água através de uma série de reações de salto de prótons. Este processo pode ser representado como:

H3O+ + H2O → OH- + H2O + H+

Nesta reação, o próton (H+) é transferido do íon hidrônio (H3O+) para uma molécula de água, resultando na formação de um íon hidróxido (OH-) e uma molécula de água. O próton pode então saltar para outra molécula de água e o processo pode continuar.

O mecanismo Eigen é um processo não cooperativo, o que significa que a transferência de prótons não requer a participação das moléculas de água circundantes. Isso ocorre porque as reações de salto de prótons podem ocorrer entre quaisquer duas moléculas de água que estejam suficientemente próximas uma da outra.

O mecanismo Eigen não é tão eficiente quanto o mecanismo Grotthuss para o transporte de prótons na água. Estima-se que os prótons podem viajar através da água a uma velocidade de até 10^5 cm/s.

Em resumo, o mecanismo Grotthuss e o mecanismo Eigen são os dois principais mecanismos para o transporte de prótons na água. O mecanismo Grotthuss é mais eficiente, mas o mecanismo Eigen pode ocorrer em ambientes mais confinados.