Comme $ \ ce {NH4 +} $, y a-t-il une possibilité de formation de $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ (de structure tétraédrique )?
Ma théorie est: il peut être formé par une configuration dosmose où des acides lourds comme $ \ ce {H3PO4} $ ou $ \ ce {H2S2O7} $ sont passés à travers une membrane semi-perméable comme ferrocyanure de cuivre gélatineux SPM , qui ne laisse passer que de petits ions comme H +.
Cela pourrait alors former $ \ ce {H3O +} $, alors sa seule paire pourrait attaquer le excédent $ \ ce {H +} $ en solution pour former $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $.
Commentaires
- Semi-perméable les membranes ne fonctionnent pas ' comme ça. Vous pouvez ' t séparer les cations des anions de cette façon, et cela ' est très, très énorme " peut ' t " (comme dans " un moustique peut ' soulever lEmpire State Building " ). Lexistence possible (?) De $ \ ce {H4O ^ 2 +} $ dans des conditions extrêmes est une autre histoire.
- voir chemistry.stackexchange.com/ questions / 24342 / …
- Losmose peut rejeter les anions comme indiqué dans le rejet des anions par osmose @IvanNeretin
- Bien sûr, mais cela placerait également dautres ions à leur place.
Réponse
Lexistence de $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ a été déduite de léchange isotopique hydrogène / deutérium surveillé par la spectroscopie $ \ ce {^ {17} O} $ RMN dans le plus on peut fabriquer un superacide en phase condensée extrêmement acide, acide fluoroantimonique ($ \ ce {HF: SbF5} $ ou $ \ ce {HSbF6} $). Il semble que même l acide magique $ \ ce {HSO3F: SbF5} $ légèrement plus faible mais toujours très acide ne soit pas assez fort pour effectuer une protonation mesurable de $ \ ce {H3O +} $ dans $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $. Il peut également exister en phase gazeuse en exposant leau à des protons nus, et pourrait avoir une certaine importance en astrochimie. De même, $ \ ce {H4S ^ {2 +}} $ a également été déduit dexister par le même type de mesures, et est plus facile à faire, existant dans des mélanges dacide magique.
Une bonne source pour vos besoins superacidiques sont des livres de George Olah, le père de la chimie superacidique. En particulier, Onium Ions a une section sur la dication du protohydronium $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ à la page 435. Il existe de nombreux autres cations curieux analysé comme $ \ ce {CH6 ^ {2 +}} $ et même $ \ ce {CH7 ^ {3 +}} $. Quand il sagit de superacides, rien nest sacré!
Commentaires
- Point mineur. Lacide fluoroantimonique nest pas $ \ ce {HSbF6} $. Lanion fluoroantimonate est un accepteur de protons si faible quil nest jamais protoné du tout; donc lacide ne forme que des espèces ioniques. Voir ici pour une description de ces espèces ioniques.