Katera je najmočnejša superkislina na svetu?

Kaj morate vedeti o fluorantimonski kislini

To je dvodimenzionalna kemična struktura fluoroantimonske kisline, najmočnejše superkisline. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Morda razmišljate o kislina v tuji krvi v priljubljenem filmu je precej namišljeno, a resnica je, da obstaja kislina, ki je še bolj jedko ! Spoznajte najmočnejšo superkislino na svetu: fluoroantimonsko kislino.

Najmočnejša superkislina

Svetovno najmočnejša superkislina je fluoroantimonska kislina, HSbF₆. Nastane z mešanjem vodikovega fluorida (HF) in antimonovega pentafluorida (SbF₅). Različne mešanice proizvajajo superkislino, vendar mešanje enakih razmerij obeh kislin proizvaja najmočnejšo superkislino, kar jih pozna človek.

Lastnosti superkisline fluoroantimonske kisline

• Hitro in eksplozivno razgrajuje ob stiku z vodo. Zaradi te lastnosti fluorantimonske kisline ni mogoče uporabiti v vodni raztopini. Uporablja se le v raztopini fluorovodikove kisline.
• Razvija zelo strupene hlape. Ko se temperatura poveča, fluoroantimonska kislina razpade in nastane plin fluorovodikov (fluorovodikova kislina).
• Fluoroantimonska kislina je 2×10¹⁹(20 kvintiljonov)-krat močnejši od 100 %žveplova kislina. Fluoroantimonska kislina ima H₀(Hammettova funkcija kislosti) vrednost -31,3.
• Raztaplja steklo in številne druge materiale ter protonatov skoraj vse organske spojine (kot je vse v vašem telesu). Ta kislina je shranjena v posodah iz PTFE (politetrafluoroetilena).

Za kaj se uporablja?

Če je tako strupeno in nevarno , zakaj bi kdo želel imeti fluoroantimonsko kislino? Odgovor se skriva v njegovih ekstremnih lastnostih. Fluorantimonska kislina se uporablja v kemijska tehnologija in organska kemija za protoniranje organskih spojin, ne glede na njihovo topilo. Na primer, kislino lahko uporabimo za odstranitev H_dvaiz izobutana in metana iz neopentana. Uporablja se kot katalizator za alkilacije in acilacije v petrokemiji. Superkisline se na splošno uporabljajo za sintezo in karakterizacijo karbokationov.

Reakcija med fluorovodikovo kislino in antimonovim pentafluoridom

Reakcija med vodikov fluorid in antimonov pentrafluorid, ki tvori fluoroantimonsko kislino eksotermna .

HF + SbF₅→ H⁺SbF₆^-

Vodikov ion (proton) se veže na fluor preko zelo šibke dipolarne vezi. Šibka vez je razlog za izjemno kislost fluorantimonske kisline, kar omogoča protonu, da skače med anionskimi grozdi.

Zakaj je fluoroantimonska kislina superkislina?

Superkislina je vsaka kislina, ki je močnejša od čiste žveplove kisline, H_dvaSO₄. Z močnejšim pomeni, da superkislina odda več protonov ali vodikovih ionov v vodi ali ima Hammetovo funkcijo kislosti H₀nižje od -12. Hammetova funkcija kislosti za fluorantimonsko kislino je H₀= -28.

Druge superkisline

Druge superkisline vključujejo karboranske superkisline [npr. H(CHB_enajstCl_enajst)] in fluorožveplena kislina (HFSO₃). Karboranske superkisline se lahko štejejo za najmočnejšo solo kislino na svetu, saj je fluoroantimonska kislina pravzaprav mešanica fluorovodikove kisline in antimonovega pentafluorida. Carborane ima a pH vrednost -18 . Za razliko od fluorožveplove kisline in fluoroantimonske kisline so karboranske kisline tako nejedke, da jih je mogoče ravnati z golo kožo. Teflon, premaz proti prijemanju, ki ga pogosto najdemo na kuhinjski posodi, lahko vsebuje karborant. Karboranske kisline so prav tako razmeroma redke, zato je malo verjetno, da bi se študent kemije srečal z eno od njih.

Najmočnejši Superacid Ključni odlomki

• Superkislina ima večjo kislost kot čista žveplova kislina.
• Najmočnejša superkislina na svetu je fluoroantimonska kislina.
• Fluoroantimonska kislina je zmes fluorovodikove kisline in antimonovega pentafluorida.
• Karbonanske superkisline so najmočnejše solo kisline.

Dodatne reference

• Hall NF, Conant JB (1927). 'Študija superkislinskih raztopin'. Journal of the American Chemical Society . 49 (12): 3062–, 70. doi: 10.1021/ja01411a010
• Herlem, Michel (1977). 'Ali so reakcije v superkislem mediju posledica protonov ali močnih oksidantov, kot sta SO3 ali SbF5?'. Čista in uporabna kemija . 49: 107–113. doi: 10.1351/pac197749010107