Avainero protonoinnin ja ionisaation välillä on, että protonointi on protonin lisäämistä kemialliseen lajiin, kun taas ionisaatio on elektronien poistamista tai hankkimista kemiallisista lajeista.
Protonaatio ja ionisaatio ovat kaksi kemiallista käsitettä, jotka ovat tärkeitä kuvattaessa kemiallisten lajien ionista käyttäytymistä.
Mitä Protonaatio on?
Protonaatio on protonin lisäämistä kemialliseen lajiin, kuten atomiin, molekyyliin tai ioniin. Tämä muodostaa vastaavien kemiallisten lajien konjugaattihapon. Protonaatiota voidaan kuvata perustavanlaatuiseksi kemialliseksi reaktioksi, ja se on tärkeä vaihe monissa stoikiometrisissä ja katalyyttisissä prosesseissa.
Kuva 01: Protonaatioreaktio
On olemassa kahden tyyppisiä protonointiprosesseja, jotka tunnetaan nimellä yksiemäksinen protonointi ja moniemäksinen protonointi. Yksiemäksinen protonaatio on yksittäisprotonaatio, joka tapahtuu joissakin ioneissa ja molekyyleissä. Mutta joissakin ioneissa ja molekyyleissä voi olla enemmän kuin yksi protonaatio, ja voimme nimetä ne moniemäksisiksi kemiallisiksi lajeiksi. Tämä moniemäksinen luonne pätee moniin biologisiin makromolekyyleihin.
Mitä ionisaatio on?
Ionisaatio on kemiallinen prosessi, jossa atomit tai molekyylit saavat positiivisen tai negatiivisen varauksen. Tämä prosessi johtuu joko elektronien poistamisesta tai saamisesta atomeista tai molekyyleistä. Ionisaatioprosessissa voimme nimetä tuloksena olevat ionit anioneiksi ja kationeiksi riippuen niiden varauksesta, ts.e. kationit ovat positiivisesti varautuneita ioneja ja anionit ovat negatiivisesti varautuneita ioneja. Periaatteessa elektronien häviäminen neutraalista atomista tai molekyylistä muodostaa kationin, ja elektronien vahvistuminen neutraalista atomista antaa sille negatiivisen varauksen muodostaen anionin.
Kun elektroni poistetaan neutraalista kaasumaisesta atomista lisäämällä energiaa, se muodostaa yksiarvoisen kationin. Tämä johtuu siitä, että neutraalissa atomissa on yhtä suuri määrä elektroneja ja protoneja, joten nettovarausta ei ole; kun poistamme elektronin tästä atomista, on yksi ylimääräinen protoni, josta puuttuu elektroni, joka neutraloisi sen varauksen. Siksi tuo atomi saa +1-varauksen (se on protonin varaus). Tähän tarvittava energiamäärä on kyseisen atomin ensimmäinen ionisaatioenergia.
Kuva 02: Ionisaatioreaktio
Lisäksi nestemäisessä liuoksessa tapahtuva ionisaatio on ionien muodostumista liuoksessa. Esimerkiksi kun HCl-molekyylit liukenevat veteen, muodostuu hydroniumioneja (H3O+). Tässä HCl reagoi vesimolekyylien kanssa ja muodostaa positiivisesti varautuneita hydroniumioneja ja negatiivisesti varautuneita kloridi-ioneja (Cl–).
Lisäksi ionisaatiota voi tapahtua törmäysten seurauksena. Mutta tämän tyyppinen ionisaatio tapahtuu pääasiassa kaasuissa, kun sähkövirta kulkee kaasun läpi. Jos virrassa olevilla elektroneilla on riittävä määrä energiaa, joka tarvitaan elektronien poistamiseen kaasumolekyyleistä, ne pakottavat elektroneja ulos kaasumolekyyleistä tuottaen ionipareja, jotka koostuvat yksittäisestä positiivisesta ionista ja negatiivisesta elektronista. Täällä muodostuu myös negatiivisia ioneja, koska joillakin elektroneilla on taipumus kiinnittyä kaasumolekyyleihin sen sijaan, että ne vetäisivät elektroneja ulos.
Lisäksi ionisaatiota tapahtuu, kun säteilyenergia tai riittävän energiset varautuneet hiukkaset kulkevat kiinteiden aineiden, nesteiden tai kaasujen läpi; esimerkiksi alfahiukkaset, beetahiukkaset ja gammasäteily voivat ionisoida aineita; siksi me kutsumme niitä ionisoivaksi säteilyksi.
Mitä eroa on protonaatiolla ja ionisaatiolla?
Protonaatio ja ionisaatio ovat tärkeitä kemiallisia käsitteitä kemiassa. avainero protonoinnin ja ionisaation välillä on se, että protonointi on protonin lisäämistä kemialliseen lajiin, kun taas ionisaatio on elektronien poistamista tai hankkimista kemiallisista lajeista.
Alla oleva infografiikka tiivistää protonoinnin ja ionisaation väliset erot taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Protonaatio vs ionisaatio
Protonaatio ja ionisaatio ovat vastakkaisia toisiaan, koska protonoituminen viittaa lisäämiseen, kun taas ionisaatio viittaa enimmäkseen sidoksen katkeamiseen. avainero protonoinnin ja ionisaation välillä on, että protonointi on protonin lisäämistä kemialliseen lajiin, kun taas ionisaatio on elektronien poistamista tai saamista kemiallisista lajeista.
