En chimie, la protonation (ou hydronation) est l’addition d’un proton (ou hydron, ou cation hydrogène), (H+) à un atome, une molécule ou un ion, formant l’acide conjugué. (Le processus complémentaire, lorsqu’un proton est retiré d’un acide de Brønsted-Lowry, est la déprotonation.) Quelques exemples incluent
- la protonation de l’eau par l’acide sulfurique : H2SO4 + H2O ⇌ H3O ++HSO –
4 - la protonation de l’isobutène dans la formation d’un carbocation:(CH3)2C = CH2 + HBF4 ⇌ (CH3) 3C + + BF −
4 - la protonation de l’ammoniac dans la formation de chlorure d’ammonium à partir d’ammoniac et de chlorure d’hydrogène: NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)
La protonation est une réaction chimique fondamentale et constitue une étape dans de nombreux processus stoechiométriques et catalytiques. Certains ions et molécules peuvent subir plus d’une protonation et sont marqués polybasiques, ce qui est vrai pour de nombreuses macromolécules biologiques. La protonation et la déprotonation (élimination d’un proton) se produisent dans la plupart des réactions acide–base; elles sont au cœur de la plupart des théories de réaction acide–base. Un acide de Brønsted–Lowry est défini comme une substance chimique qui protonate une autre substance. Lors de la protonation d’un substrat, la masse et la charge de l’espèce augmentent chacune d’une unité, ce qui en fait une étape essentielle dans certaines procédures analytiques telles que la spectrométrie de masse par électrospray. La protonation ou la déprotonation d’une molécule ou d’un ion peut modifier de nombreuses autres propriétés chimiques, pas seulement la charge et la masse, par exemple la solubilité, l’hydrophilie, le potentiel de réduction et les propriétés optiques peuvent changer.