Гидроксония и гидроксида

В водных растворах протон (ион) водорода записывают в виде иона гидроксония – H₃O⁺

H⁺ + H₂O ⇆ H₃O⁺

Ионы H₃O⁺ и гидроксида OH⁻ обладают более высокой молярной электрической проводимостью или подвижностью, чем другие ионы.

Подвижности большинства катионов и анионов лежат в пределах (40-80) 10^-4 . Значение предельной подвижности, например, иона натрия , а иона хлора .

Значение предельной подвижности иона гидроксония . Это позволяет предполагать, что наряду с миграцией ионам H₃O⁺ и OH^- свойственен и другой механизм перемещения в электрическом поле. Аномально высокая подвижность ионов H₃O⁺ и OH^- объясняется эстафетным механизмом перемещения ионов, сущность которого заключается в следующем:

1. При наложении электрического поля переход протона от H₃O⁺ к молекуле воды повышается в направлении поля. Передвижение протона совершается по цепочке от одной молекулы воды к другой по схеме:

Электричество переносится мигрирующими ионами H₃O⁺ и протонами.

2. Аналогичным образом объясняется подвижность ионов гидроксида. Протон переходит от молекулы воды к иону гидроксида

Так как энергия отрыва протона от молекулы воды больше, чем от иона гидроксония, то вероятность перехода протона от H₂O к OH⁻ меньше, чем от Н₃O⁺ к воде. Поэтому

Предельные подвижности некоторых ионов

Р = 1 атм, t = 25°С

катион		анион
H+(H3O+)	349,8	OH-	198,3
Li+	38,6	F-	55,4
Na+	50,1	CI-	76,4
K+	73,5	Br-	78,1
NH4+	73,5	NO3-	71,4
Fe3+		HCOO-	54,6

При одном и том же заряде иона с увеличением радиуса иона увеличивается подвижность иона, так как на поверхности иона уменьшается плотность заряда, уменьшается степень его гидратации и эффективный радиус иона.