Oxonium
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Oxonium (auch Oxidanium) ist die Bezeichnung für protoniertes Wasser H3O+ und gehört nach IUPAC zu den Wasserstoffionen. Die Bezeichnung Hydronium oder Hydroniumion ist veraltet und sollte nach den Empfehlungen der chemischen Nomenklatur nicht mehr verwendet werden.
Oxonium-Ionen entstehen durch Autoprotolyse des Wassers, wobei ein Proton (H+) von einem Wassermolekül auf ein anderes übergeht. Im Gleichgewicht liegt in neutralem Wasser eine Konzentration der Oxoniumionen von 10-7 mol/l vor, wodurch der neutrale pH-Wert 7 definiert wird.
Durch Zugabe von Säuren erhöht sich diese Gleichgewichtskonzentration durch Übergang der Protonen von der Säure auf Wassermoleküle, der pH-Wert wird erniedrigt. In alkalischen Lösungen wird der pH-Wert erhöht, da die Konzentration von Oxoniumionen kleiner wird.
HR + H2O <math> \;\overrightarrow{\leftarrow}\; </math> H3O+ + R-
Die Lebensdauer des Oxoniumions ist sehr kurz (ca 10-13 s), da das angelagerte Proton sehr leicht an ein anderes Wassermolekül weitergegeben wird:
H3O+ + H2O <math> \;\overrightarrow{\leftarrow}\; </math> H2O + H3O+
Das Ion wird von drei weiteren Wassermolekülen hydratisiert. Eine korrektere Bezeichnung und chemische Formel wäre somit Tetraoxidanium(+1) [H9O4]+. Da diese Hydratisierung in wässriger Lösung bei Berechnungen keine Rolle spielt, wird üblicherweise die Schreibweise H3O+ (das eigentliche Oxonium-Ion) oder sogar nur H+ (Hydron) verwendet. Freie Protonen kommen in wässrigen Lösungen praktisch nicht vor.
Stabile Oxoniumsalze werden nur von den allerstärksten Säuren, z.B. der Perchlorsäure gebildet: H2O + HClO4 → [H3O]ClO4
Siehe auch: Hydroxidion
