Автопротоліз

А́втопрото́ліз — зворотний процес взаємодії двох молекул амфотерного протонного розчинника, в якому одна з молекул передає протон (виступає кислотою Бренстеда), а друга приймає його (виступає основою). Для протонних розчинників автопротоліз є випадком автоіонізації.

Внаслідок реакції між двома молекулами розчинника (HSolv) утворюються позитивно і негативно заряджені частинки і встановлюється рівновага:

HSolv + HSolv ${\displaystyle \rightleftarrows }$ H₂Solv⁺ + Solv^-

Найпоширенішим прикладом автопротолізу є взаємодія молекул води:

H₂O + H₂O ${\displaystyle \rightleftarrows }$ H₃O⁺ + OH^-

У реакції автопротолізу беруть участь рідкі розчинники, що мають у своєму складі кислотний атом водню та неподілену електронну пару для прийому протона H⁺, зокрема неорганічні кислоти (наприклад, фторидна, сульфатна), рідкий аміак, велика кількість органічних сполук:

HF + HF ${\displaystyle \rightleftarrows }$ H₂F⁺ + F^-

H₂SO₄ + H₂SO₄ ${\displaystyle \rightleftarrows }$ H₃SO₄⁺ + HSO₄^-

NH₃ + NH₃ ${\displaystyle \rightleftarrows }$ NH₄⁺ + NH₂^-

CH₃OH + CH₃OH ${\displaystyle \rightleftarrows }$ CH₃OH₂⁺ + CH₃O^-

CH₃CN + CH₃CN ${\displaystyle \rightleftarrows }$ CH₃CNH⁺ + CH₂CN^-

Катіон, що утворюється в ході такої взаємодії, має назву ліоній, а аніон — ліат.

Чисельно процес автопротолізу описується константою рівноваги (інша назва іонний добуток):

${\displaystyle {\mathrm{K}}_{\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{v}}^{\mathrm{a}}\mathrm{=}\frac{[H_{2}Sol{v}^{+}][Sol{v}^{-}]}{[HSolv{]}^2}}$

У чистому розчиннику та сильнорозведених розчинах [HSolv] = 1, тому рівняння, наприклад, для води прийме вигляд

${\displaystyle {\mathrm{K}}_{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}}^{\mathrm{a}}\mathrm{=}\mathrm{[}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}^{\mathrm{+}}\mathrm{]}\mathrm{[}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{]}}$

Оскільки рівноважні концентрації та активності іонів у розчинах є надто малими, на практиці частіше послуговуються від'ємними логарифмами значень:

${\displaystyle \mathrm{p}{\mathrm{K}}_{\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{v}}^{\mathrm{a}}\mathrm{=}\mathrm{-}\mathrm{l}\mathrm{g}{\mathrm{K}}_{\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{v}}^{\mathrm{a}}\mathrm{=}\mathrm{p}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{p}\mathrm{S}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{v}}$

• Іонний добуток води
• Теорії кислот і основ
• Протоліз

• Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
• Turk, A., Meislich, H., Brescia, F., Arents, J. Introduction to Chemistry. — New York : Academic Press, 1968. — 592 p. — ISBN 978-0127038308. (англ.)
• Янсон Э. Ю. Теоретические основы аналитической химии. — 2-е. — М. : Высшая школа, 1987. — 304 с. (рос.)