Hydroniumaktivität

Hydroniumaktivität bezeichnet die effektive Konzentration von Hydroniumionen (H₃O⁺) in einer Lösung, die das reaktive Potential eines Essigs oder Säure in der realen chemischen Umgebung angibt. Die Aktivität ist ein Produkt aus der molaren Konzentration und dem Aktivitätskoeffizienten, der die Wechselwirkungen zwischen Ionen beschreibt. In starker Ionen­stärke beeinflussen elektrostatische Kräfte die Aktivität, sodass ein linearer Zusammenhang zwischen pH und log(aH₃O⁺) nicht mehr gilt. Der Aktivitätskoeffizient wird häufig über die Debye–Hückel‑Gleichung oder die Davies‑Formel für moderat starke Lösungen berechnet. Für sehr niedrige Konzentrationen nähern sich Aktivitätskoeffizienten 1 und die Aktivität entspricht der Konzentration. In der Praxis wird die Hydroniumaktivität durch die Messung des pH-Werts ausgedrückt: pH = –log(aH₃O⁺). Temperaturänderungen führen zu einer Änderung des Aktivitätskoeffizienten, weshalb Temperaturkompensation in akzidenzbestimmenden Verfahren wesentlich ist. Die Berücksichtigung der Hydroniumaktivität ist entscheidend bei der Berechnung von Säure-Base‑Stöchiometrie, in elektrochemischen Speicheranwendungen, in der Wasseraufbereitung und in der organischen Synthese. Durch die Verwendung der Aktivität anstelle der Konzentration erhalten Chemiker präzisere Reaktionsgleichungen, besonders in hochgerichteten oder konzentrierten Systemen.