خودیونش یا اتوپروتولیز حلال

معمولا اسیدها و بازها را در حلال داریم. بنابراین حلال نیز در بحث های اسید-باز معمولا حائز اهمیت است. حلال ها را در مبحث اسيد- باز مي توان به دو دسته پروتوني و غيرپروتوني طبقه بندي كرد. حلال هاي پروتوني حلال هايي هستند كه قابليت دادن یون هیدروژن دارند، درحالیکه حلال هاي غیرپروتوني، حلال هايي هستند كه قابليت یاد شده را ندارند. حلال هاي پروتوني که هم قابليت دادن یون هیدروژن و هم قابليت گرفتن یون هیدروژن را دارند، حلالهای آمفی پروتیک درنظر گرفته می شوند. از حلال هاي آمفی پروتیک مي توان آب، آمونياك، الكل ها، اسيدسولفوريك و ... را نام برد. مثلاً اسيد سولفوريك به عنوان حلال مي تواند هم یون هیدروژن بدهد و هم یون هیدروژن بگيرد.

براي حلال پروتوني نماد HS را در نظر مي گيريم كه H بيانگر پروتوني بودن حلال و S حرف اول واژه Solvent به معني حلال است. مولکولهای حلال آمفی پروتیک می توانند هر دو قابلیت دادن و گرفتن یون هیدروژن را هم با ترکیبات دیگر و هم با خود داشته باشند. یک حلال آمفی پروتیک می تواند هر دو قابلیت دادن و گرفتن یون هیدروژن را بین مولکولهای خود در واکنش اتوپروتوليز حلال نشان دهد. براي حلال هاي آمفی پروتیک، واكنش اتوپروتوليز يا خودپروتونكافت يا خوديونش حلال را مي توان بدین شکل در نظر گرفت که دو مولکول حلال آمفی پروتیک یا همان HS در حالت کلی، با هم تبادل پروتون انجام داده و H2S مثبت و S منفی را بوجود آورند. بعبارت دیگر، واكنش اتوپروتوليز یک حلال، بین دو مولکول از آن صورت می گیرد، بطوریکه از یکطرف یک مولکول حلال، پروتون از دست می دهد و گونه پروتون از دست داده حلال با بار منفی را تولید می کند و از طرف دیگر مولکول حلال دوم، پروتون می گیرد و گونه پروتون گرفته حلال با بار مثبت را تولید می کند. ثابت تعادل واكنش بالا به نام ثابت اتوپروتوليز يا خودپروتونكافت حلال (یا خودیونش حلال) ناميده مي شود و بزرگي آن معياري از مقدار پيشرفت واكنش خود يونش حلال است. ثابت اتوپروتوليز معمولاً عدد فوق العاده كوچكي است كه نشان مي دهد خود يونش حلال به مقدار فوق العاده ناچيزي انجام مي شود. به عنوان مثال، در مورد حلال آب، ثابت اتوپروتوليز را معمولا با Kw نشان می دهیم و مقدار آن در دمای 25 درجه سانتیگراد برابر ده به توان منفی چهارده است.

مقدار ثابت تعادل اتوپروتوليز يا خود پروتونكافت حلال تابعی از جنس حلال و دما است. معمولا هرچه حلال قطبي تر باشد (ثابت دي الكتريك بزرگتري داشته باشد) و هیدروژن اسیدی آن به اتم با الكترونگاتيوتيه بيشتري متصل باشد، حلال ثابت خوديونش بزرگتري خواهد داشت. از آنجائیکه واکنش اتوپروتوليز يا خود پروتونكافت حلال گرماگیر است، با افزایش دما مقدار ثابت تعادل اتوپروتوليز حلال افزایش می یابد و بالعکس.

به گونه پروتون گرفته حلال، گونه اسيد قوي حلال و به گونه پروتون از دست داده حلال، گونه باز قوي حلال گفته مي شود. بعبارتی گونه اسيد قوي حلال با دادن یک پروتون به مولکول حلال و گونه باز قوي حلال با کندن یک پروتون از مولکول حلال بدست می آید.بعنوان مثال، در مورد حلال آب، یون هیدرونیوم، گونه اسيد قوي حلال و یون هیدروکسید، گونه باز قوي حلال است. براي سادگي متداول است كه گونه پروتون گرفته هر حلالی را در آن حلال به صورت هاش با یک بار مثبت نشان دهند، اما به خاطر مي سپاريم كه پروتون تک و تنها چگالي بار فوق العاده زيادي دارد، درنتیجه نمي تواند به صورت تنها در محلول باشد و فوراً خودش را به مثلاً مولكولهاي حلال مي رساند و با کشیدن ابر الکترونی آنها به سمت خود با آنها پیوند برقرار می کند.