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Was ist ein Oxoniumion & ein Hydroxidion? – Aufklärung

  • by Anatoli Bauer
Was ist ein Oxoniumion & ein Hydroxidion

Wasser ist der bedeutendste Stoff auf der Erde. Nicht nur für die Erde selbst, sondern auch für uns Menschen. Es dient als Transportmittel, Kühlmittel und Lösemittel, was vor allem für den zellinternen Transport der Nährstoffe notwendig ist.
Ohne Wasser gäbe es kein Leben. Nicht nur, dass kein weiteres Leben möglich wäre, ohne Wasser wäre es erst überhaupt nicht entstanden, denn das Leben selbst kam und begann im Wasser.

Autoprotolyse

Doch wie alles andere auch, unterliegt auch das Wasser chemischen Reaktionen, welche natürlichen Ursprungs sind. Wasser ist ein ampholytischer Stoff, das bedeutet, seine Löslichkeit mit Wasser ist stark vom pH Wert abhängig. Bei der Autoprotolyse findet eine Base-Säure Reaktion zwischen zwei gleichen Teilchen statt. Es gibt auch Stoffe, die mit sich selbst reagieren, wie zum Beispiel Wasser. Deswegen spricht man hier auch von der Eigendissoziation des Wasser, Autodissoziation oder eben Autoprotolyse des Wassers. Bei der Autoprotolyse des Wassers entstehen Oxoniumionen und Hydroxidionen




Je reiner (destillierter) Wasser ist, desto schlechter ist die elektrische Leitfähigkeit. Die Autoprotolyse des Wasser ist der Grund, dass selbst chemisch reines Wasser immer eine gewisse Restleitfähigkeit besitzt, auch wenn diese so gering sein mag, dass sie kaum messbar ist. Denn selbst wenn Wasser chemische Reinheit besitzt, so beginnt das Wasser nach und nach sich selbst zu dissoziieren u. Aus diesem Grund ist es auch nicht möglich, 100% reines Wasser zu erzeugen oder gar dauerhaft zu halten.

Oxoniumion und Hydroxidion

Beim Prozess der Autoprotolyse des Wassers geht ein Proton von einem Wassermolekül auf ein anderes über. So entsteht ein Oxoniumion. Das Oxoniumion hat eine positive Ladung. Oxonium ist protonosiertes Wasser mit der Summenformel H3O+. Wassermoleküle können aufgrund ihrer Dipolität Wasserstoffbrücken zu diesem Oxoniumion bilden. Da das Gleichgewicht bei allen Prozessen aber stets gehalten werden muss, entsteht zeitgleich aber auch ein Hydroxidion. Das nennt man auch Gleichgewichtsreaktion. Oft liest man in Verbindung mit Hydroxidion auch Hydroxonium oder Hydronium. Das ist das gleiche wie ein Hydroxidion. Es sind lediglich veraltete Begriffe, welche nicht mehr verwendet werden sollten.

Der Prozess

Der Prozess wird chemisch auch dargestellt mit H2O + H2O = H3O + OH-

Ein Wassermolekül reagiert mit einem anderen Wassermolekül zu einem Oxoniumion und einem Hydroxidion. Hierbei hat das Oxoniumion aufgrund der Wasserstoffbrücken die es zum Wasser (H2O) aufbauen kann eine dreifache Wertigkeit gegenüber des Hydroxidions. Man kann also beinah sagen, dass das Hydroxidion dreifach „schwerer“ wiegt, als das Oxoniumion, da dieses eine dreifache Brücke braucht, um mit dem Wasser zu reagieren, während das Hydroxidion nur eine einfache braucht. Das führt trotz trotz der Gleichgewichtsreaktion im Wasser zu einer ausgeprägten Linkslastigkeit hinsichtlich des Wasser selbst, ist aber zeitgleich auch der Grund, warum das Wasser stabil bleibt, da es dem Wasser selbst näher liegt. Ein weiterer Grund für die Stabilität trotz der Linkslastigkeit ist, dass Oxoniumionen und Hydroxidionen nach diesem Prozess wieder relativ zügig zu Wassermolekülen zurückreagieren. Angelagerte Protonen werden generell sehr leicht an andere Wassermoleküle weitergegeben. Die Lebensdauer eines Oxoniumions beträgt so zum Beispiel nur 10e-13 Sekunden, was in etwa 0,0000000000001 Sekunden entspricht. Dieser Zeitraum ist so kurz, da ist es nicht verwunderlich, dass das Wasser uns stabil erscheint und wir diese ständigen Wechsel nicht mitbekommen.

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