Hydroxonium

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Hydroxonium
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van hydroxonium
Structuurformule van hydroxonium
Molecuulmodel van hydroxonium
Molecuulmodel van hydroxonium
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
H3O+
IUPAC-naam oxonium
Andere namen hydronium
Molmassa 19,02322 g/mol
SMILES
[OH3+]
InChI
1S/H2O/h1H2/p+1
CAS-nummer 13968-08-6
PubChem 123332
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Evenwichtsconstante(n) pKa = −1,7
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Het hydroxonium-ion, ook bekend als oxonium- of hydronium-ion, is het kation dat gevormd wordt wanneer water (H2O) een waterstofion (H+) opneemt. De brutoformule is daarom H3O+. De eigendissociatie of autoprotolyse van water verloopt volgens een evenwichtsreactie:

H2O + H2O \ \rightleftharpoons H3O+ + OH

Het hydroxonium-ion is daarmee volgens de theorie van Brønsted het geconjugeerde zuur van water:

HZ + H2O \ \rightleftharpoons Z + H3O+

Het hydroxonium-ion heeft een pKa (zuurconstante) van −1,7 en is het sterkste zuur dat in water kan bestaan. Een nog sterker zuur, zoals zoutzuur (HCl), zal een proton afgeven aan water en dus automatisch in hydroxonium-ionen omgezet worden. De pH van een waterige oplossing wordt dus uitsluitend bepaald door de H3O+-concentratie in de oplossing.

Het waterstofion of proton (H+) komt in water eigenlijk altijd gehydrateerd voor. Dit wordt in chemische reacties vaak, maar beslist niet altijd, genoteerd als H3O+. Beide notaties worden naast, en soms door elkaar gebruikt. Hydroxonium verwijst dus eigenlijk naar een gehydrateerd waterstofion. Wanneer de nadruk gelegd moet worden op de zuur-base-eigenschappen, is H3O+ een praktische beschrijving.

De werkelijkheid is echter complexer. Een proton is in water niet aan slechts een watermolecuul gebonden. Formules als H5O2+, H7O3+ en H9O4+ vormen een reeks waarin de werkelijke toestand van protonen in water steeds beter beschreven wordt.[1]

Voor veel reacties waarin een waterstofion noodzakelijk is om de reactie uit te voeren, zonder dat de nadruk gelegd wordt op de zuur-base-aspecten van de reactie, wordt de reactievergelijking vaak een stuk eenvoudiger als de hydratatie-mantel, net als bij gewone ionen, weggelaten wordt. Vergelijk

MnO4 + 8 H3O+ + 5 e → Mn2+ + 12 H2O

met

MnO4 + 8 H+ + 5 e → Mn2+ + 4 H2O
Bronnen, noten en/of referenties
  1. Norman N. Greenwood, A. Earnshaw.:  Chemistry of the Elements  (1st ed.)  (1985)