El mecanismo de Grotthuss, propuesto en 1806, describe el transporte de protones en solución acuosa y otros disolventes hidroxilados. En el mecanismo de Grotthuss, los protones se transfieren entre moléculas de agua mediante una serie de reordenamientos de enlaces de hidrógeno. Este proceso se puede representar como:

H3O+ + H2O → H2O + H3O+

En esta reacción, el protón (H+) se transfiere del ion hidronio (H3O+) a una molécula de agua. La molécula de agua se convierte entonces en un nuevo ion hidronio y el proceso puede continuar.

El mecanismo de Grotthuss es un proceso cooperativo, lo que significa que las moléculas de agua circundantes facilitan la transferencia de protones. Esto se debe a que las moléculas de agua están unidas por enlaces de hidrógeno entre sí, y estos enlaces de hidrógeno se pueden reorganizar para permitir que los protones se muevan a través de la solución.

El mecanismo de Grotthuss es una forma muy eficaz de transportar protones en el agua. Se estima que los protones pueden viajar a través del agua a una velocidad de hasta 10^7 cm/s.

Mecanismo propio

El mecanismo Eigen, propuesto en 1964, es un mecanismo diferente para el transporte de protones en el agua. En el mecanismo Eigen, los protones se transfieren entre moléculas de agua mediante una serie de reacciones de salto de protones. Este proceso se puede representar como:

H3O+ + H2O → OH- + H2O + H+

En esta reacción, el protón (H+) se transfiere del ion hidronio (H3O+) a una molécula de agua, lo que da como resultado la formación de un ion hidróxido (OH-) y una molécula de agua. Luego, el protón puede saltar a otra molécula de agua y el proceso puede continuar.

El mecanismo Eigen es un proceso no cooperativo, lo que significa que la transferencia de protones no requiere la participación de las moléculas de agua circundantes. Esto se debe a que las reacciones de salto de protones pueden ocurrir entre dos moléculas de agua que estén lo suficientemente cerca una de la otra.

El mecanismo Eigen no es tan eficiente como el mecanismo de Grotthuss para transportar protones en el agua. Se estima que los protones pueden viajar a través del agua a una velocidad de hasta 10^5 cm/s.

En resumen, El mecanismo de Grotthuss y el mecanismo Eigen son los dos mecanismos principales para el transporte de protones en el agua. El mecanismo de Grotthuss es más eficiente, pero el mecanismo Eigen puede ocurrir en ambientes más confinados.