Mecanismo de Grotthuss

Cuando el proceso ocurre en agua líquida, un protón es liberado por un ion hidronio inicial, e hidratado inmediatamente por una molécula de agua asociada a dicho ion hidronio mediante un puente de hidrógeno.

Las moléculas de agua tienen una ligera tendencia a ionizarse reversiblemente para proporcionar un ion hidrógeno (protón) y un ion hidroxilo, dando el equilibrio Aunque normalmente se muestra el producto de disociación del agua como H+, los protones libres no existen en disolución.

Como resultado de la elevada movilidad neta del H+, las reacciones ácido-base en disolución acuosa son, en general, excepcionalmente rápidas.

Estas moléculas de agua, detectables también en disolución mediante resonancia magnética nuclear, poseen propiedades que las distinguen del resto de agua del disolvente.

El mecanismo Grotthuss, junto con la relativa ligereza y pequeño tamaño del protón, explica la inusualmente alta tasa de difusión del protón respecto a la de otros cationes comunes (Tabla 1), que se debe simplemente al movimiento térmico aleatorio, es decir, el movimiento browniano.