موظف
الاقتصاد, جامعة دمشق (سوريا)

تُعرّف أيونات الهيدرونيوم على أنها جزيئات الماء اكتسبت أيون هيدروجين إيجابي إضافي، تتشكل في الماء النقي أو عند وجود الحمض في الماء، تكمن أهميته في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المحاليل المائية، كما أن تركيزه نسبةً إلى شوارد الهيدروكسيد يمثل مقياس مباشر لدرجة حموضة المحلول.

يتشكّل أيون الهيدرونيوم (+H3O) طريق الجمع بين أيون الهيدروجين(H+) وجزيء الماء (H2O)، يتمتع ببنية هرمية ثلاثية الأبعاد، تتكوّن من ثلاث ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة، تحمل زوج وحيد من الإلكترونات، تبلغ زاوية الرابطة بين الذرات 113°.

H2O  ⇌  OH− + H +

ترتبط أيونات (+H) بجزيئات الماء (H2O) في المحلول لتكوّن أيون الهيدرونيوم(H3O+) ، وذلك لأن أيونات الهيدروجين غير موجودة في المحاليل المائية، ولكنها تأخذ شكل أيون الهيدرونيوم (+H3O)، التفاعل في هذه الحالة عكوس أي أنه يسير في كلا الاتجاهين، بالوقت الذي تتفكك فيه جزيئات الماء لا تلبث أن تتحد أيونات الهيدروكسيل (OH−) مع أيونات الهيدروجين (+H) ليتشكّل الماء.

يجذب جزيء الماء أيونات الهيدروجين (+H) نظرًا لقطبيته، وبالتالي فإنه يحمل شحنة جزئية (سالبة) وذلك يعود لكون الأكسجين أكثر كهرسلبية من الهيدروجين.

ففي الرابطة بين الهيدروجين والأكسجين، يسحب الأكسجين زوج الإلكترونات المشتركة بقوة أكبر، مما يتسبّب في ظهور شحنة جزئية سالبة على الجزيء ويجعله ينجذب إلى الشحنة الموجبة لـ (+ H) ليتشكل الهيدرونيوم.

ويكون التفاعل العام لتفكك الماء لتكوين الهيدرونيوم على النحو التالي:

H2O  ⇌  OH-  + H3O+

كما تتكون أيونات الهيدرونيوم عندما يتفكك الحمض بوجود الماء، ترتبط أيونات الهيدروجين (+H) بجزيئات الماء، فعلى سبيل المثال  تفكك حمض الهيدروكلوريك في وجود الماء:

HCl + H2O → H3O + + Cl−

كما يعتمد الرقم الهيدروجيني للمحلول على تركيزه أيونات الهيدرونيوم فيه، في عينة من الماء النقي ، يكون تركيز الهيدرونيوم (1 × 10_7) مول لكل لتر (0.0000001M ) في درجة حرارة الغرفة، إن معادلة إيجاد الأس الهيدروجيني لمحلول باستخدام تركيزه من الهيدرونيوم هي:

log (H3O+) − = PH

بتطبيق هذه المعادلة، يساوي الرقم الهيدروجيني للمياه النقية 7، يرتفع الرقم الهيدروجيني أو ينخفض تبعًا للتغيير في تركيز أيونات الهيدرونيوم.

  • ينخفض الرقم الهيدروجيني للمحلول بزيادة تركيز أيونات الهيدرونيوم، أي أن المحلول يصبح أكثر حمضية، فعند إضافة حمض للماء، تنفصل أيونات (+ H) عن الحمض وترتبط بالماء لتشكل أيونات الهيدرونيوم(H3O+)، وبذلك يزداد تركيز الهيدرونيوم في المحلول.
  • وعلى العكس يزداد الرقم الهيدروجيني للمحلول بانخفاض تركيز أيونات الهيدرونيوم، أي أن المحلول يغدو أكثر أساسية، فعند إضافة أساس للماء، تنفصل أيونات (OH−) عن الأساس، ترتبط هذه الأيونات مع أيونات (+ H) الناتجة عن تفكك الماء لتكوّن جزيئات ماء (H2O) بدلاً من أيونات الهيدرونيوم (H3O+).

يمكن حساب تركيز أيونات الهيدرونيوم في المحلول بمعرفة الرقم الهيدروجيني:

H3O+=10−pH

فإذا كان الرقم الهيدروجيني مساويًا لـ 7 في هذه المعادلة، فإن تركيز الهيدرونيوم في هذه الحالة  0.0000001 M.

أكمل القراءة

432 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو الهيدرونيوم"؟