Hydronium

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

${\displaystyle \mathrm {\ {H_{3}O^{+}}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ \ {H_{2}O}+H_{3}O^{+}} }$

V určitém okamžiku může být proton hydratovaný dvěma molekulami vody:

${\displaystyle \mathrm {H^{+}\cdot 2\ H_{2}O\equiv H_{5}O_{2}^{+}} }$

Nebo dokonce třemi molekulami vody:

${\displaystyle \mathrm {H_{3}O^{+}\cdot 3\ H_{2}O\equiv H_{9}O_{4}^{+}} }$

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

S některými velmi silnými kyselinami, například kyselinou chloristou, vytváří hydronium soli, které jsou stabilní i v pevném stavu.

H₂O + HClO₄ → [H₃O]ClO₄

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Hydronium na anglické Wikipedii a Hydronium na německé Wikipedii.

• Obrázky, zvuky či videa k tématu hydronium na Wikimedia Commons