Comment mettre en évidence l'ion Hydronium?

[ecolami]

Bonjour,
Quand on apprend la chimie on nous explique assez rapidement que les acides en solution aqueuses libèrent de ions hydrogènes positifs (=protons) et que ceux ci se lient avec l'eau pour former le H3O+.
On comprend assez facilement qu'un proton ne puisse "survivre" tout seul mais comment a-t-on pu mettre en évidence l'ion hydronium?
Remarque: la question n'est pas "comment mesurer le ph"!

[Maurice]

Qu'est-ce que tu appelles mettre en évidence un ion ? Ma question ne se rattache pas exclusivement au ion hydronium, comme tu le demandes. Est-ce que tu estimes que tu maîtrises bien la mise en évidence des autres ions, mais pas celui de l'hydronium ? Est-ce que tu voudrais qu'on t'explique les mesures faites qui conduisent à l'existence de cet ion ?

[darrigan]

Je crois plutôt qu'il demande : comment as-tu pu mettre en évidence que ce n'est pas H+ qui existe, mais H3O+.

[ecolami]

Je crois plutôt qu'il demande : comment as-tu pu mettre en évidence que ce n'est pas H+ qui existe, mais H3O+.

Bonsoir,
Oui, c'est ça. Je n'ai pas de problèmes à concevoir l'existence des autres ions.

[ecolami]

Bonsoir,
Finalement cette question semble bien compliquée tous le monde admet l'existence de cet ion mais sans plus trop savoir comment on est arrivé là

[Maurice]

Il y a plusieurs arguments en faveur de l'existence de l'ion H3O+ au détriment de H+. Par exemple, le fait que quand on dissout un acide pur et concentré dans de l'eau, la réaction produit de la chaleur. Tout le monde sait que verser de l'acide sulfurique dans de l'eau laisse dégager une quantité de chaleur suffisante pour porter le mélange à 100°C, avec les bonnes proportions. Si on admettait que la molécule d'acide se brisait simplement en deux pour former des ions, cette opération serait endothermique. En effet, toute rupture de liaison est endothermique, par définition. Il faut donc fournir de l'énergie pour rompre une liaison, qu'elle soit covalente ou ionique. Comme la dissolution d'acide dans l'eau est exothermique, il faut admettre que la liaison H-O se rompt dans l'acide, mais que cette opération est suivie de la formation d'au moins une autre liaison, qui, elle, dégage de la chaleur. Il se forme donc un nouveau ion, de formule H3O+. Certains pensent qu'il se forme aussi des ions constitués par H+ avec 2 ou même trois molécules d'eau, comme H5O2+ ou H7O3+, voire H41O20+, etc. Mais bon, cette interprétation n'est pas souvent retenue dans les livres de chimie.

[ecolami]

Merci Maurice d'avoir apporté un premier élément de réponse à ce sujet!

[Maurice]

C'est en effet un premier élément de réponse. Il y en a d'autres. On peut aussi se baser sur la conductimétrie. Si la solution acide contenait des ions H+, la conductivité serait bien plus élevée qu'elle n'est en réalité.