Warum leiten Hydroxidionen schlechter als Oxoniumionen?
Es ist mir schon klar dass die Bindungen bei beiden Molekülen nur "umklappen" und die Ladung weitergegeben wird, allerdings erklärt dies nicht, warum Oxoniumionen doch so viel besser leiten...
1 Antwort
Ionen sind aufgrund der verschiedenen Hydratisierung verschieden gut beweglich. Die Oxoniumionen sind sehr gut beweglich, deshalb ist deren Beitrag zur Leitfähigkeit groß, wenn sie anwesend sind.
Du kannst das in einem Versuch sehr gut nachvollziehen, wenn Du z.B. Salzsäure mit Natronlauge in einer Leitfähigkeitstitration untersuchst.
Zu Beginn (es ist nur Salzsäure vorhanden) ist die Leitfähigkeit der Lösung groß. Beim Zutropfen der Natronlauge nimmt sie stark ab bis zum Äquivalenzpunkt. Setzt man überschüssige Natronlauge zu, steigt die Leitfähigkeit wieder an, aber nicht so stark. Die ebenfalls anwesenden Natrium- und Chloridionen beeinträchtigen dieses Bild nicht.
Ja aber WARUM ist das so? Warum sind die Hydroxidionen schlechter als Leiter geeignet als die Oxoniumionen, obwohl bei beiden nur die Bindungen umklappen und das Oxoniumion sogar noch größer ist. Deswegen müsste es ja eigentlich andersherum sein.
PS: Mein Atkins sagt dazu gerademal "der Mechanismus ist nach wie vor umstritten". Vermutlich eine zu alte Version. Also wenns dich wirklich brennend interessiert vermute ich, wirst du in den Original-Papern nachschlagen müssen....
Dein Ansatz hier ist prinzipiell zwar richtig, allerdings ist die Leitfähigkeit in Hydroxid/Oxoniumionen hauptsächlich durch den Grotthuß-Mechanismus so hoch, nicht durch Ionendrift, wie bei so ziemlich allen anderen Salzlösungen. Deshalb spielt hier die Beweglichkeit innerhalb der Lösung keine Rolle, die Ladung wird über H-Brückenbindungen weitergereicht.
Bei Oxoniumionen ist der Grotthuß-Mechanismus effektiver als bei Hydroxid-Ionen, uns wurde gelehrt, dass diese Differenz nicht trivial zu erklären ist. Und das hört man selten im Studium, also lass ich das mal so stehen, vielleicht kennt sich jemand näher damit aus, ansonsten lässt sich das aber sicherlich ergooglen unter dem Stichwort Grotthuß...