Net als $ \ ce {NH4 +} $, is er een mogelijkheid van vorming van $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ (van tetraëdrische structuur )?
Mijn theorie is: het kan worden gevormd door een osmose-opstelling waarbij zware zuren zoals $ \ ce {H3PO4} $ of $ \ ce {H2S2O7} $ door een semipermeabel membraan worden gevoerd, zoals gelatineus koperferrocyanide SPM , die alleen kleine ionen zoals H + doorlaten.
Dit zou dan $ \ ce {H3O +} $ kunnen vormen, waarna zijn enige paar de overtollige $ \ ce {H +} $ in oplossing om $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ te vormen.
Opmerkingen
- Semipermeabel membranen werken gewoon niet zo '. U kunt ' t kationen scheiden van anionen op deze manier, en dat ' is een heel, heel grote " can ' t " (zoals in " een mug kan ' het Empire State Building optillen " ). Het mogelijke (?) Bestaan van $ \ ce {H4O ^ 2 +} $ in extreme omstandigheden is een ander verhaal.
- zie chemistry.stackexchange.com/ vragen / 24342 / …
- Osmose kan anionen afwijzen zoals vermeld in afwijzing van anionen door osmosis @IvanNeretin
- Zeker, maar het zou ook andere ionen plaatsen in plaats van hen.
Antwoord
Het bestaan van $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ is afgeleid uit de waterstof / deuterium-isotopenuitwisseling die wordt gecontroleerd via $ \ ce {^ {17} O} $ NMR-spectroscopie in de meeste extreem zure gecondenseerde fase-superzuren die we kunnen maken, fluorantimoonzuur ($ \ ce {HF: SbF5} $ of $ \ ce {HSbF6} $). Het lijkt erop dat zelfs het iets zwakkere maar nog steeds erg superzuur magisch zuur $ \ ce {HSO3F: SbF5} $ niet sterk genoeg is om meetbare protonering van $ \ te bewerkstelligen ce {H3O +} $ in $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $. Het kan waarschijnlijk ook in de gasfase voorkomen door water bloot te stellen aan kale protonen, en kan van enig belang zijn in de astrochemie. Aanverwant is dat $ \ ce {H4S ^ {2 +}} $ ook bestaat uit hetzelfde type metingen, en het is gemakkelijker te maken, bestaande uit magisch zuurmengsels.
Een mooie bron voor uw superacidische behoeften zijn boeken van George Olah, de vader van superacidische chemie. In het bijzonder heeft Oniumionen een sectie over de protohydroniumdicatie $ \ ce {H4O ^ {2 +}} $ op pagina 435. Er zijn veel andere merkwaardige kationen geanalyseerd zoals $ \ ce {CH6 ^ {2 +}} $ en zelfs $ \ ce {CH7 ^ {3 +}} $. Als het om superzuren gaat, is niets heilig!
Reacties
- Klein punt. Fluorantimonzuur is niet $ \ ce {HSbF6} $. Het fluorantimonaatanion is zon zwakke protonacceptor dat het helemaal nooit geprotoneerd wordt; daarom vormt het zuur alleen ionsoorten. Zie hier voor een beschrijving van deze ionische soorten.