Maledetto Ione Idronio...

[ChimiCapa]

Scusate sono nuovo del Forum, è da un po che non capisco una cosa.
Per quanto sia banale (per voi ma non per me) se avete 2 minuti cercate di rispondermi.
Il mio dubbio riguarda la formazione dello ione idronio (diciamo che il titolo parla da se).
Io so che nella reazione di una sostanza che si comporta da acido (di Bronsted ovviamente) con l'acqua, quest'ultima acquista uno ione H+ che con un legame dativo si lega al doppietto libero rimasto dell'ossigeno (correggetemi se sbaglio). La mia domanda è: poichè l'ossigeno mi smbra che raggiunga l'ottetto non capisco, ma la carica positiva dove è localizzata??? grazie mille in anticipo

[Drako]

Perchè, correggetemi se sbaglio, si scompone in questo modo in acqua: 3H+ e O--, c'è un eccesso di ioni positivi nella molecola (o ione, sinceramente non ho mai capito gran che di questo ione) se l'ossigeno fosse O--- allora non sarebbe più uno ione ma la molecola idronio. O io sono andato per ipotesi, spero che qualcuno mi corregga se ho detto una fesseria.

[ChimiCapa]

Quindi l'acqua diventerebbe H30+ e poi si scomporrebbe ancora in O-- e 3H+.... in effetti i conti sul numero di elettroni tornano. Ma avviene automaticamente e c'è un motivo per cui avvenga questa dissociazione?? e poi questo vuol dire che l'Ossigeno non è mai completamente legato agli idrogeni (altrimenti si avrebbe la molecola idronio..)?? scusatemi ma ancora nn mi è molto chiaro..

[LaFoRzApOrTaNtE...]

no no ragazzi alt, fermatevi..ora non so se sto parlando con chimici laureati, studenti in chimica, liceali che nutrono 1 passione per la chimica senza però sapere cosa sia realmente la chimica..sicuramente dopo 4 anni da studente a chimica e precedentemente altri 3 da appassionato posso sicuramente dirvi che state sforando proprio..senza offesa vi state spiegando un fenomeno no usando l'intelletto ma la fantasia..
prima di rispondervi voglio farvi ragionare su un aspetto cruciale del problema: siete davvero convinti che nello stato di aggregazione liquido sia possibile trovare uno ione come H+ con una elevatissima densità di carica positiva ed uno ione come O-- con una elevatissima densità di carica positiva???

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ricordatevi che lo stato di aggregazione liquido comporta 1 vicinanza tra le molecole, ioni, atomi, ecc... tale da portare ad una interazione di entità rilevante tra le varie specie. Interazione che che comporta un equilibrio metastabile tra tutte le specie adiacenti...

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specie del tipo H+ forse (e dico forse perchè non conosco le tempistiche) potremmo osservarle allo stato liquido se disponessimo di strumenti con capacità di osservazione delle specie inferiore ai femtosecondi....

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specie come H+(sinceramente H+ non so se sia possibile osservarlo anche in un plasma) o O-- sono osservabili nello stato di aggregazione "plasma"(gas ionizzato composto da ioni e elettroni) rarefatti. O--- non credo neanche che esista (sinceramente non so dirlo con sicurezza)

[ChimiCapa]

Io personalmente sono solo uno studente del liceo scientifico(4°anno), l ho scritto anche nella presentazione, poichè la chimica mi affascina ma alcuni meccanismi non mi sono chiari chiedo spiegazioni a chi sicuramente ne sa più di me. Quindi scusatemi ancora se alcuni miei interventi sono banali o magari le mie idee sono sbagliate.

Tornando al mio dubbio, mi è parso di capire che allo stato liquido gli ioni O-- e 3H+ non possono esistere. Ma allora questa maledetta carica positiva sta da qualche parte???

[Drako]

no no ragazzi alt, fermatevi..ora non so se sto parlando con chimici laureati, studenti in chimica, liceali che nutrono 1 passione per la chimica senza però sapere cosa sia realmente la chimica..sicuramente dopo 4 anni da studente a chimica e precedentemente altri 3 da appassionato posso sicuramente dirvi che state sforando proprio..senza offesa vi state spiegando un fenomeno no usando l'intelletto ma la fantasia..
prima di rispondervi voglio farvi ragionare su un aspetto cruciale del problema: siete davvero convinti che nello stato di aggregazione liquido sia possibile trovare uno ione come H+ con una elevatissima densità di carica positiva ed uno ione come O-- con una elevatissima densità di carica positiva(anche questo positiva? O-- avrà carica negativa, credo)???

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ricordatevi che lo stato di aggregazione liquido comporta 1 vicinanza tra le molecole, ioni, atomi, ecc... tale da portare ad una interazione di entità rilevante tra le varie specie. Interazione che che comporta un equilibrio metastabile tra tutte le specie adiacenti...

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specie del tipo H+ forse (e dico forse perchè non conosco le tempistiche) potremmo osservarle allo stato liquido se disponessimo di strumenti con capacità di osservazione delle specie inferiore ai femtosecondi....

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specie come H+(sinceramente H+ non so se sia possibile osservarlo anche in un plasma) o O-- sono osservabili nello stato di aggregazione "plasma"(gas ionizzato composto da ioni e elettroni) rarefatti. O--- non credo neanche che esista (sinceramente non so dirlo con sicurezza)

Io so che lo ione idronio si forma in presenza di un acido, H2O + (H+) (H3O+) ma non so perchè si forma e che rilevanza abbia questa formazione, cioè, cosa può importarmi a me che si formi sto ione?
P.S. Sono al liceo pure io.

[LaFoRzApOrTaNtE...]

Ragazzi non vi preoccupate se pensate che alcune domande siano banali. Voi siete qui per aumentare le vostre conoscenze e per approfondire quelle che già avete. Anche io son qui per il vostro stesso motivo :-)...
Ricordatevi che "dietro le domande più semplici si nascondono i problemi più grossi" e quello dello ione H3O+ è uno di questi. Badate sull'argomento non si è ancora arrivati ad una conclusione universalmente accettata. Comunque sia io posso esporvi le mie conoscenze al riguardo :-)...
Invito persone più preparate di me sull'argomento a correggermi, se fosse necessaria, o a dare un contributo ad aumentare le info sull'argomento :-)...

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innanzi tutto è importante sottolineare il fatto che il H+ allo stato liquido ha un tempo di vita così breve che sarebbe un errore considerare la sua esistenza..ergo quando c'è una specie in grado di protonare H2O si formerà SEMPRE H3O+ (ripeto SEMPRE).
Quando in genere si scrive, per es.,
HCl -- H+ + Cl-
si commette un errore di forma derivante principalmente da ragioni storiche e di semplicità di scrittura. La forma più corretta per scrivere la reazione acido/base sopra citata è la seguente
HCl + H2O -- Cl- + H3O+
Quindi ragazzi, per prima cosa, abituatevi ad usare l'ultima forma di scrittura no la prima...

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ora passiamo alla spiegazione del perchè si forma lo ione idronio e perchè diavolo quel protone migra da un generico acido (es. HCl, H2SO4,CH3COOH) all'acqua (base)..la mia spiegazione inizia con una domanda (come tutto tra l'altro :-)): perchè il protone sente l'esigenza di trasferirsi dall'acido alla base(H2O)???..la risposta a questa domanda è semplice. È semplice perchè tutto in natura usa la stessa logica. La risposta alla domanda è la STABILITÀ.
IL PROTONE MIGRA DALLA SOSTANZA "ACIDO" (CHE SI STRASFORMA IN BASE CONIUGATA) ALL'ACQUA (BASE CONIUGATA DELL'ACIDO H3O+) PERCHÈ LA BASE CONIUGATA DELL'ACIDO È PIÙ STABILE DELL'H2O, DI CONSEGUENZA, IL SISTEMA (ACIDO+H2O) TENDE A EVOLVERE VERSO UNA CONDIZIONE DI MAGGIORE STABILITÀ RISPETTO ALLA CONDIZIONE DI PARTENZA. IL SISTEMA STABILIZZATO INDOVINATE UN PÒ QUAL'È??..SI È PROPRIO QUELLO H3O+ + BASE CONIUGATA DELL'ACIDO DI PARTENZA...

[LaFoRzApOrTaNtE...]

Espongo ora un esempio chiarificatore al riguardo. Consideriamo
HCl + H2O -- Cl- + H3O+
HCl tende a donare il protone all'H2O perchè la base coniugata (Cl-) è più stabile della base della coppia acido/base H3O+/H2O (cioè H2O). Quindi secondo voi, tenendo presente che la base Cl- è più stabile della base H2O, chi si prenderà il protone??..ovviamente la base meno stabile e quindi proprio H2O. prendendosi l'H+ l'H2O si trasforma in H3O+...
In conclusione il trasferimento del protone da un acido ad una base avviene per pura e semplice stabilità. Le molecole, come tutto in natura, tende alla stabilità, tende a trovare la posizione più comoda (in fin dei conti anche noi tendiamo alla stabilità: quando ci sediamo cerchiamo la posizione più comoda, sentimentalmente troviamo la persona + adatta al nostro carattere, ecc...) ...

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A questo punto è naturale domandarsi: cosa determina la stabilità di un acido o una base??..La risposta a questa domanda è da trovarsi in 4 effetti strutturali:
1)EFFETTO DI RISONANZA
2)EFFETTO INDUTTIVO
3)EFFETTO ELETTRONEGATIVITÀ
4)EFFETTO DOVUTO ALLA FORMAZIONE DI LEGAMI IDROGENO INTRAMOLECOLARI
(se volete spiegazioni su ogni effetto chiedete pure)

[Drako]

AAA, ok pensavo che gli acidi che formassero lo ione idronio fossero più forti o simili.
In effetti qualche domanda l'avrei...
Risonanza si riferisce alla stabilità della molecola? Tipo otteto di elettroni e altri?
L'effeto induttivo cos'è?

[LaFoRzApOrTaNtE...]

il discorso fatto fin ora non presenta nessuna difficoltà..le controversie nascono ora (mannaggia a te ChimCapa che domande fai?? :-))..più precisamente sulla natura del legame H+ H2O e sulla distribuzione della carica positiva..quello che hai detto sul legame dativo non è stato comprovato (questa fu la prima ipotesi fatta e la più semplice). Cmq sia assumendo per buona l'ipotesi, cioè H+(acido di Lewis) coordina 1 molecola di H2O (base di Lewis), la carica positiva stazionerebbe sull'O...
In realtà le cose non stanno proprio così..si pensa che la carica positiva sia delocalizzata nei sistemi cluster di cui ogni singola molecola di H2O prende parte. Devi sapere che le molecole di H2O non sono liberi di muoversi nello spazio, bensì si muovono in aggregati di molecole di H2O detti appunto cluster...
So che sono info un pò buttate lì però credimi fermati a questo livello (già alto per un liceale) per due motivi: 1)si entrerebbe troppo nella MQ e non credo tu voglia deprimerti con problemi matematici mooolto complessi
2)io + di questo non sò..sono argomenti troppo tecnici per un piccolo e ignorante studentello :-)

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no drako è il contrario..in H2O l'acido più forte e la base + forti in assoluto sono H3O+ e OH- perchè sussiste un effetto detto "effetto livellante" ...drako stai moolto attento il concetto di forza acido/base è un concetto relativo al solvente di reazione...prendi per buone questo info si entrerebbe troppo in argomenti che sicuramente affronterai all'unversità (se proseguirai gli studi :-))