Frage von Guybrush1509, 103

Sind pure Oxoniumionen die stärkste Säure?

Wäre es nicht theoretisch eine aus 100% Oxoniumionen hergestellte Säure die stärkste der Welt? Wäre das auch praktisch möglich?

Vielen Dank im voraus

Expertenantwort
von mgausmann, Community-Experte für Chemie, 54

Nein sind sie nicht. Die Stärke einer Säure richtet sich danach wie stark das Bestreben ist andere Stoffe zu protonieren.

H3O+ ist mit einem pKs-Wert von 0 längst nicht die stärkste Säure. Schwefelsäure hat z.B. -3

https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4urekonstante#Acidit.C3.A4t_organischer_S.C3...

Wenns dann noch stärker sein soll, als hier genannt, verlässt man die pKs-Skala, denn es macht keinen Sinn mehr die Säurestärke anhand der Protonierung von Wasser zu bestimmen (-> mehr dazu unter "nivellierender Effekt des Wassers").
Stattdessen verwendet man dann die Hammettsche Aciditätsfunktion H0.
So hat z.B. die "Magische Säure",  Fluorsulfonsäure*Antimonpentafluorid den Wert H0=-27... das entspräche etwa einem pKs von -17.

Antwort
von PeterKremsner, 50

Jein, die Stärksten Säuren disprotonieren alle in Wasser vollständig und erzeugen daher mit der Richtigen Menge Wasser (beinahe) nur Oxoniumionen, so auch die Schwefelsäure. 

Die sogenannte Supersäuren wie zB die magische Säure sind alle stärker als Schwefelsäure, erzeugen aber gleich viele Oxoniumionen, das nennt man den nivellierenden Effekt des Wassers.

Zur Unterscheidung der Säurestärke wird dazu die Säurekonstante rechnerisch ermittelt und daraus dann abgeleitet wie stark die Säure eigentlich ist.

Übrigens 100% Oxoniumionen sind nicht möglich, weil die Ladungserhaltung gelten muss, du musst somit irgendeinen Säurerest als Anion haben.

Expertenantwort
von Christianwarweg, Community-Experte für Chemie, 55

Nein, wäre sie nicht, denn die konjugierte Base wäre Wasser. Es gibt einige sogenannte Supersäuren, die sehr viel stärker sind als Oxoniumionen - HClO₄, Fluorsulfonsäure und ein paar andere.

In Wasser ist das egal, da das Oxoniumion hier die stärkste Säure ist. Im wasserfreien Medium macht es aber einen Unterschied.

100% Oxoniumionen geht nicht, da du zumindest noch ein Gegenion bräuchtest.

Kommentar von Guybrush1509 ,

Aber was ist dann in diesen sogenannten Supersäuren drin, weil ich bis jetzt immer dachte, dass "Sauerkeit" unweigerlich mit Oxoniumionen in Verbindung steht und nur durch diese erzeugt werden kann?!

Kommentar von mgausmann ,

Nein die "Sauerkeit" hängt nicht zwangsläufig nur mit Wasser zusammen. Dabei bleibt man in der Schule lediglich zwecks Vereinfachung.

Organische Chemiker z.B. arbeiten gerne auch mal wasserfrei in anderen Lösungsmitteln. Dort werden dann Basen verwendet (z.B. n-Butyllithium oder tert-Butyllithium), die sehr viel stärker als Hydroxid-Ionen sind. Damit ist es dann auch problemlos möglich Kohlenwasserstoffe zu deprotonieren. Wasser ist hier ein Problem, sogar in kleinen Mengen, da sofort Wasser statt des organischen Moleküls deprotoniert wird.

Gleiches gilt für Säuren: Hier werden so starke Säuren verwendet, dass den Molekülen die Protonen regelrecht aufgezwängt werden. Wäre Wasser im Spiel, würde jenes zu Oxoniumionen protoniert werden und nicht das gewünschte Substrat.

PS: tert-BuLi brennt übrigens an der Luft, was ganz lustig anzuschauen ist. Daran sieht man, wie schön reaktiv das Zeugs ist ;)

Kommentar von Christianwarweg ,

Nein, Wasserstoff ist das Entscheindende, bzw. Protonen. In Wasser bilden Protonen Oxoniumionen. In wasserfreier Essigsäure bilden sie aber z.B., wenn man Perchlorsäure reintut, Acetacidiumionen, also Essigsäure, die nochmal protoniert wurde.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Lies die Antwort, versteh die Antwort, glaub die Antwort, und geh' schlafen.

Morgen gehst du dann den Hinweisen nach, und nächste Woche hast du dann vielleicht eine neue Frage.

SOOO funktioniert Lernen.

Antwort
von Gierschlund, 37

Nur Oxoniumionen geht nicht. Oxoniumionen sind positiv geladen, somit hätte der ganze Stoff einen Elektronenmangel.

Mal angenommen, man würde so einen Stoff herstellen können, dann würden unweigerlich Elektronen aus dem Umfeld aufgenommen werden und es würde wohl Wasserstoff und Wasser entstehen.

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