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Un ion oxonium est un cation portant une charge positive localisée sur un atome d'oxygène trivalent.

D'après les recommandations de l'UICPA, les ions oxonium sont l'ion de formule chimique H3O+ et ses dérivés substitués.

L'ion H3O+ est aussi connu sous le nom d'ion hydronium.

Sommaire

NomenclatureModifier

L'IUPAC définit les ions oxonium comme l'« ion parent H3O+ et ses dérivés substitués »[1]. Cette nomenclature est cohérente avec celle des autres ions onium, définis comme les cations formés par protonation d'un hydrure mononucléaire d'un élément de la famille des pnictogènes (colonne 15) des chalcogènes (colonne 16) et des halogènes (colonne 17), et leur dérivés substitués[2] : ammonium, phosphonium, sulfoniumetc.

Cependant l'ion H3O+ est couramment désigné par le nom ion hydronium. Cette appellation, qui a l'avantage d'être univoque, n'est pas reconnue par l'IUPAC mais le NIST ne reconnait que celle-ci et non oxonium.

Les appellations suivantes peuvent donc être retenues :

Ion oxonium H3O+Modifier

Autoprotolyse de l'eauModifier

H2O (l) + H2O (l) → HO (aq) + H3O+ (aq)

Potentiel hydrogèneModifier

Définition simplifiée : pH = -log[H3O+]. Opposé du logarithme décimal de la concentration en H3O+ (exprimée en moles par litre) dans la solution.

Ke = [HO] · [H3O+]      

avec Ke = constante = 1,0×10-1425 °C)

SolvatationModifier

La solvatation est le phénomène physico-chimique remarqué lors de la dissolution d'un composé chimique dans un solvant.

La solubilité n'est pas limitée aux ions. Elle est un phénomène qui se produit lorsqu'un soluté se dissout dans un solvant. Les molécules de soluté vont se séparer et se entourer de molécules de solvant via des interactions telles que les interactions H-liaisons ou van der Waals. Dans un cas particulier où le solvant est l'eau, l'eau est considérée comme un hydratant ' Hydratation '[3].

Sels solides de l'ion oxoniumModifier

Ions oxonium substituésModifier

L'action du chlorure d'hydrogène (HCl) à basse température sur un éther-oxyde peut former un sel d'oxonium.

RéférencesModifier

  1. (en) « oxonium ions », Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], IUPAC, 1997, version corrigée en ligne :  (2006-), 2e éd.
  2. (en) « onium compounds », Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], IUPAC, 1997, version corrigée en ligne :  (2006-), 2e éd.
  3. M. L'Her, D. Morin-Bozec et J. Courtot-Coupez, « Solvatation des molécules et des anions dans les mélanges eau+carbonate de propylène », Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, vol. 61, no 1,‎ , p. 99–111 (DOI 10.1016/S0022-0728(75)80140-9, lire en ligne, consulté le 2 novembre 2017)