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]

Механизмы процесса

OH·OH·OH ? O⁻·HO·HO ·H⁺

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. (1806). «Sur la décomposition de l'eau et des corps qu'elle tient en dissolution à l'aide de l'électricité galvanique». Ann. Chim. 58: 54–73.
2. ↑ http://elementy.ru/news/164889 Удалось проследить движение протона от кислоты к основанию