Oksoniumioni on mikä hyvänsä hapen kationi, jolla on kolme sidosta ja sen varaus on +I.[1] Yksinkertaisin oksoniumioni on protonin ja vesimolekyylin yhdiste, hydroniumioni (H3O+), joka antaa liuokselle sen happamat ominaisuudet.
Hapot muodostavat vedessä protolysoituessaan oksoniumioneja. Vesi (Lewisin emäksenä) luovuttaa protonille H+ (Lewisin happo) elektroniparin muodostaen oksoniumionin:
- HA + H2O → A- + H3O+
Koetulokset viittaavat siihen, että haposta irronnut protoni voi sitoutua useampaankin vesimolekyyliin, jolloin syntyy seuraavia monimutkaisempia oksoniumioneja:
- Eigenin kationi, tetrahydraatti, H3O+(H2O)3 eli H9O4+
- Zundlin kationi, symmetrinen dihydraatti, H+(H2O)2 eli H5O3+, ja
- Stoyanovin kationi, laajentunut Zundelin kationi, heksahydraatti, H+(H2O)2(H2O)4 eli H13O6+[2][3][4]
Oksoniumionin konsentraation avulla voidaan laskea liuoksen pH-arvo yhtälöstä:
👁 {\displaystyle pH=-\log _{10}[H_{3}O^{+}]\ \!}
, jossa [H30+] on liuoksen oksoniumkonsentraatio (mol/dm3).
Orgaaniset oksoniumionit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Orgaaniset oksoniumionit ovat positiivisia ioneja, joissa happiatomi on sitoutunut kolmeen suuntaan. Sellainen on esimerkiksi dietyylioksoniumioni ((CH3CH2)2OH+), joka syntyy dietyylieetterin reagoidessa vahvan hapon kanssa.[5]
Katso myös
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- hydroksidi (OH-)
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Gamini Gunawardena: Oxonium Ion Chemistry - LibreTexts. Viitattu 25.7.2022. (englanniksi)
- ↑ Reed, C. A.: Myths about the proton. The nature of H+ in condensed media. Accounts of Chemical Research, 2013, 46. vsk, nro 11, s. 2567–2575. PubMed:23875729 PubMed Central:3833890 doi:10.1021/ar400064q Artikkelin verkkoversio.
- ↑ Silverstein, T. P.: The aqueous proton is hydrated by more than one water molecule: Is the hydronium ion a useful conceit? Journal of Chemical Education, 2014, 91. vsk, nro 4, s. 608–610. doi:10.1021/ed400559t Bibcode:2014JChEd..91..608S
- ↑ Stoyanov, E. S., Stoyanova, I. Y. & Reed, C. A.: The unique nature of H+ in water. Chemical Science, 2011, nro 3. Artikkelin verkkoversio.
- ↑ Mälkönen, P.: ”Eetterit”, Orgaaninen kemia, perusoppijakso, s. 88. Otava, 1979. ISBN 951-1-05378-7