1806 년에 제안 된 Grotthush 메커니즘은 수용액 및 기타 하이드 록 실화 된 용매에서 양성자의 수송을 설명합니다. grotthush 메커니즘에서, 양성자는 일련의 수소 결합 재 배열을 통해 물 분자 사이에서 전달된다. 이 프로세스는 다음과 같이 표시 될 수 있습니다.
H3O + + H2O → H2O + H3O +
이 반응에서, 양성자 (H+)는 히드로 늄 이온 (H3O+)에서 물 분자로 옮겨진다. 그런 다음 물 분자는 새로운 히드로 늄 이온이되고 공정은 계속 될 수 있습니다.
grotthush 메커니즘은 협력 과정으로, 주변 물 분자에 의해 양성자 전달이 용이하다는 것을 의미한다. 이것은 물 분자가 서로 수소 결합되어 있기 때문에, 이러한 수소 결합은 양성자가 용액을 통과 할 수 있도록 재 배열 될 수 있기 때문이다.
grotthustthe 메커니즘은 양성자를 물에서 운반하는 매우 효율적인 방법입니다. 양성자는 최대 10^7 cm/s의 속도로 물을 통과 할 수있는 것으로 추정됩니다.
고유 메커니즘
1964 년에 제안 된 고유 메커니즘은 물에서 양성자 수송을위한 다른 메커니즘입니다. 고유 메커니즘에서, 양성자는 일련의 양성자 점프 반응을 통해 물 분자 사이에서 전달된다. 이 프로세스는 다음과 같이 표시 될 수 있습니다.
H3O + + H2O → OH- + H2O + H +
이 반응에서, 양성자 (H+)는 하이드로 늄 이온 (H3O+)으로부터 물 분자로 전달되어 수산화물 이온 (OH-) 및 물 분자의 형성을 초래한다. 양성자는 다른 물 분자로 점프 할 수 있으며 공정은 계속 될 수 있습니다.
고유 메커니즘은 비 경비 공정으로, 양성자 전달은 주변 물 분자의 참여를 요구하지 않음을 의미한다. 이것은 양성자 점프 반응이 함께 충분히 가까운 두 물 분자 사이에서 발생할 수 있기 때문입니다.
고유 메커니즘은 물에서 양성자를 운반하기위한 grotthust 메커니즘만큼 효율적이지 않습니다. 양성자는 최대 10^5 cm/s의 속도로 물을 통과 할 수있는 것으로 추정됩니다.
요약하면, grotthush 메커니즘과 고유 메커니즘은 물에서 양성자 수송을위한 두 가지 주요 메커니즘입니다. grotthush 메커니즘은 더 효율적이지만 고유 메커니즘은 더 제한된 환경에서 발생할 수 있습니다.
