Hydronium

Technology

12 hours ago

Author

152x152pixelů 154x154pixelů

Hydronium (též hydroxoniový iont či hydroxoniový kationt) je označení pro iont H3O+, který vznikne navázáním iontu H+ na molekulu vody pomocí koordinačně-kovalentní vazby.

Pro iont H3O+ se také používá název oxonium nebo přesněji hydroxonium (názvy preferované IUPAC). Nosičem náboje je v podstatě atom kyslíku a je to kationt, proto lze název oxonium odvodit ze slov oxygen = kyslík a onium = kationt.

V širším smyslu jsou oxoniové ionty názvem pro organické deriváty iontu H3O+ ve formě [R−OH2]+, [R2OH]+, [R3O]+, kde R znamená organické radikály. Pokud jsou hydronium H3O+ nebo jeho organické deriváty přítomny jako kationty soli, nazývají se tyto sloučeniny soli oxonia.

Hydronium a faktor pH

Ionty H3O+ vznikají při autoprotolýze vody, přičemž jeden proton H+ přechází z jedné molekuly vody na druhou. V rovnováze při teplotě 25 °C jsou ve vodě ionty H3O+ stejně jako ionty OH− v molární koncentraci 10−7 mol/l, to odpovídá hodnotě faktoru pH=7. +more Hodnota disociační konstanty hydronia je při standardních podmínkách pKa = −1,74 .

Stabilita iontu H3O silně závisí na faktoru pH, tedy na kyselosti nebo zásaditosti prostředí. V neutrálním prostředí (čistá voda) a zásaditém prostředí je hydronium H3O+ nestabilní a velmi snadno se rozpadá na iont H+ a vodu. +more Uvolněný iont H+ pak buď reaguje s molekulou vody (s jinou nebo i s tou původní) za vzniku nového hydronia nebo reaguje s nějakou jinou molekulou či iontem schopným navázat vodíkový iont (například amoniak nebo OH−). V kyselém prostředí, s jeho stoupající kyselostí, stabilita hydronia roste.

Životnost hydronia

Životnost iontu H3O+ je velmi krátká, asi 10−13 sekund. Připojený proton je totiž velmi snadno předán jiné molekule vody. +more V roztoku tak probíhá nepřetržitý přenos, kdy je jeden proton předáván z jednoho atomu kyslíku na další:.

\mathrm{\ {H_3O^+} + H_2O \ \rightleftharpoons \ \ {H_2O} + H_3O^+}

V určitém okamžiku může být proton hydratovaný dvěma molekulami vody:

\mathrm{H^+ \cdot 2 \ H_2O \equiv H_5O_2^+}

Nebo dokonce třemi molekulami vody:

\mathrm{H_3O^+ \cdot 3 \ H_2O \equiv H_9O_4^+}

Výzkumy pomocí infračervené spektroskopie odhalily dokonce hydratovaný iont H13O6+. Vzhledem k tomu, že všechny tyto iontové formace ve vodném roztoku nehrají roli ve stechiometrických výpočtech, používá se pro hydronium zápis H3O+.