Protonasi adalah penambahan proton ke atom, molekul, atau ion. Penambahan proton menyebabkan pembentukan asam terkonyugasi dari suatu spesies kimia. Protonasi menyebabkan perubahan muatan listrik dari suatu spesies kimia. Ini karena proton selalu diisi +1. Simbol untuk proton diberikan sebagai H+ (atom hidrogen bermuatan +1 adalah proton).
Protonasi adalah penambahan proton (ion hidrogen) ke atom, molekul, atau ion menghasilkan asam konjugasi. Penambahan proton menyebabkan pembentukan asam terkonyugasi dari suatu spesi kimia. Protonasi menyebabkan perubahan muatan listrik dari suatu spesi kimia. Ini karena proton selalu diisi +1. Simbol untuk proton diberikan sebagai H+ (atom hidrogen bermuatan +1 adalah proton).
Atom hidrogen dapat ditemukan sebagai tiga isotop utama: protium, deuterium dan tritium. Semua isotop ini memiliki satu proton dalam nukleusnya bersama dengan jumlah neutron yang bervariasi. Semua isotop ini memiliki satu elektron di sekitar elektron kulit (orbital). Ketika elektron ini dikeluarkan dari atom hidrogen, satu-satunya partikel subatomik bermuatan yang tersisa adalah proton. Oleh karena itu ion H + menyerupai proton.
Contoh
Beberapa contoh untuk protonasi diberikan di bawah ini:
Protonasi amonia menghasilkan ion amonium
NH3 + H+ → NH4+Protonasi air memberi ion hidronium
H2O + H+ ↔ H3O+Protonasi Alkohol
C2H5OH + H+ → C2H5OH2+
Protonasi adalah reaksi kimia yang sangat mendasar dan merupakan tahapan dalam banyak proses katalitik dan stoikiometrik. Beberapa ion dan molekul dapat mengalami lebih dari satu protonasi dan dilabeli sebagai polibasa, yang biasanya terdapat pada banyak makromolekul biologis. Protonasi dan deprotonasi (pelepasan proton) terjadi dalam sebagian besar reaksi asam-basa; mereka adalah inti dari sebagian besar teori reaksi asam-basa. Suatu asam Brønsted–Lowry didefinisikan sebagai suatu zat kimia yang memprotonasi zat lain. Setelah memprotonasi substrat, massa dan muatan spesi tersebut bertambah masing-masing satu unit, membuatnya sebagai tahapan penting dalam beberapa prosedur analitik seperti spektrometri massa semburan elektron. Protonasi dan deprotonasi suatu molekul atau ion dapat mengubah banyak sifat kimia lainnya, tidak hanya massa dan muatan, seperti perubahan hidrofilisitas, potensial reduksi, dan sifat optisnya.
Laju protonasi dan deprotonasi
Protonasi sering cepat, sebagian karena mobilitas proton yang tinggi dalam banyak pelarut. Tingkat protonasi terkait dengan keasaman spesies protonasi: protonasi oleh asam lemah lebih lambat daripada protonasi basa yang sama oleh asam kuat. Tingkat protonasi dan deprotonasi bisa sangat lambat ketika protonasi menginduksi perubahan struktural yang signifikan.
Reversibilitas dan katalisis
Protonasi biasanya reversibel, dan struktur dan ikatan dasar konjugat biasanya tidak berubah pada protonasi. Namun, dalam beberapa kasus, protonasi menginduksi isomerisasi, misalnya cis-alkena dapat dikonversi menjadi trans-alkena menggunakan sejumlah katalitik bahan protonasi. Banyak enzim, seperti hidrolase serin, beroperasi dengan mekanisme yang melibatkan protonasi substrat yang dapat dibalik.
Atom hidrogen dapat ditemukan sebagai tiga isotop utama: protium, deuterium dan tritium. Semua isotop ini memiliki satu proton dalam nukleusnya bersama dengan jumlah neutron yang bervariasi.
Semua isotop ini memiliki satu elektron di sekitar elektron shell (orbital). Ketika elektron ini dikeluarkan dari atom hidrogen, satu-satunya partikel subatomik bermuatan yang tersisa adalah proton. Oleh karena itu ion H + menyerupai proton.
Beberapa contoh untuk protonasi diberikan di bawah ini:
- Protonasi amonia menghasilkan ion amonium
NH3 + H+ → NH4+
- Protonasi air memberi ion hidronium
H2O + H+ ↔ H3O+
- Protonasi Alkohol
C2H5OH + H+ → C2H5OH2+
