Nieuwe visie op zuur-basereacties

Een ammoniakmolecuul en een waterstofchloridemolecuul reageren alleen met elkaar tot ammoniumchloride wanneer er een extra elektron aanwezig is. Zonder zo’n extra elektron valt NH4Cl zelfs meteen weer uit elkaar in een complex van NH3 en HCl dat door een waterstofbrug bij elkaar wordt gehouden, zo schrijft een internationale groep onderzoekers deze week in het coverartikel van Science.

De onderzoekers hebben het experimenteel uitgeprobeerd met anion-fotoelektronenspectrometrie en tevens theoretisch beredeneerd. Met hun bevindingen hopen ze uiteindelijk zuur-basereacties nauwkeuriger te kunnen aansturen.

Normaal gesproken vormen NH3 -damp en HCl-damp automatisch NH4Cl-kristalletjes wanneer ze met elkaar in contact komen. Daarbij draagt HCl zijn proton over aan NH3 zodat NH4+- en Cl--ionen ontstaan. Maar er was ook al ontdekt dat die protonoverdracht niet plaatsheeft wanneer van beide verbindingen maar één molecuul aanwezig is.

De onderzoekers denke dat het dipoolmoment van het neutrale NH3 ... HCl complex groot genoeg is om een extra elektron in te vangen. De negatieve lading maakt de overdracht van het proton mogelijk, zodat een (NH4Cl)--anion ontstaat. Dit is thermodynamisch stabiel, neutraal NH4Cl is dat alleen wanneer het in grote aantallen in een kristalstructuur zit opgesloten.

bron: Pacific Northwest National Laboratory, Science

Onderwerpen