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超强酸(氟锑酸)

作者:佚名|分类:探秘

大家好,关于超强酸很多朋友都还不太明白,不知道是什么意思,那么今天我就来为大家分享一下关于氟锑酸的相关知识,文章篇幅可能较长,还望大家耐心阅读,希望本篇文章对各位有所帮助!

1酸性最强的酸

超强酸又称超酸,是指酸性比纯硫酸更强的酸。超酸作为一个良好的催化剂,使一些本来难以进行的反应能在较温和的条件下进行,故在有机合成中得到广泛应用。世界上已开发和研制了比硫酸、盐酸、硝酸酸性强几百万倍,甚至几十亿倍的超强酸。以HSO3F-SbF5(魔酸)为例,比100%硫酸强1019倍。

超强酸简介

超强酸又称为超酸,英文名称为super acid。它比一般的强酸如硫酸、盐酸的酸性强几个数量级。物质的量为1:0.3的氢氟酸和五氟化锑混合时的酸性强度要比无水硫酸(100%)的强度强约大1亿倍。

而HF~SbF5的物质的量比1:1(氟锑酸)时其酸性估计可达无水硫酸的1019倍,是已知最强的超强酸。这些超强酸如魔酸,它是五氟化锑和氟磺酸按体积比1:1混合制成的混酸。其酸度只是无水硫酸的1000万倍,在世界市场上已有商品出售,超强酸在化学和化学工业上,有很大应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。

这里需要指出的是,人们常说的“王水”,其实质是一种混合腐蚀剂,而不是酸,它的腐蚀作用的原理是高浓度的原子态氯,配合高浓度的氯离子,这使得常态下很稳定的贵金属在其中能够顺利参与反应,从而被腐蚀。故而王水的溶解能力和真正意义的酸性是两码事。在中学课本中,金属的活泼性被划分为“氢前金属”和“氢后金属”,这是针对金属和非氧化性强酸水溶液反应的活性而言。但是现实情况要更复杂些,一些很强的非氧化性强酸能跟银这样的贵金属发生反应,例如浓盐酸和浓氢碘酸,这不仅仅因为其水溶液有很高浓度的水合氢离子,而且和其阴离子的络合能力有关——但这些“特例”仍然在常规意义的“酸”的范畴。

直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液,它居然能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛,人们才知道通常人们所知道的几大强酸都还不算什么,还有比它们强得多的酸,人们称之为“超强酸”,其中包含魔酸,也就是氟锑磺酸。

2超强酸有哪些?

超强酸(英文:Superacid)是指比纯硫酸酸性更强的酸。

简单的超强酸包括三氟甲磺酸(CF3SO3H)和氟硫酸(FSO3H),它们的酸性都是硫酸的上千倍。在更多的情况下,超强酸不是单一纯净物而是几种化合物的混合物。

超强酸这一术语由詹姆斯·布莱恩特·科南特(en:James Bryant Conant)于1927年提出,用于表示比通常的无机酸更强的酸。乔治·安德鲁·欧拉因其在碳正离子和超强酸方面的研究获得1994年诺贝尔化学奖。

魔酸(Magic acid)是最早发现的超强酸,称它有魔法是因为它能够分解蜡烛中的蜡。魔酸是一种路易斯酸五氟化锑(SbF5)和一种质子酸氟硫酸(FSO3H)的混合物。目前已知最强的超强酸是氟锑酸(en:Fluoroantimonic acid),一种氢氟酸(HF)与五氟化锑(SbF5)的混合物。其中,氢氟酸提供质子(H+)和共轭碱氟离子(F�6�1),氟离子通过强配位键与亲氟的五氟化锑生成具有八面体稳定结构的六氟化锑阴离子(SbF6�6�1),而该离子是一种非常弱的亲核试剂和非常弱的碱。于是质子就成为了“自由质子”,从而导致整合体系具有极强的酸性。氟锑酸的酸性通常是纯硫酸的2×10^19倍。

ps: 对了,补充一下,百科上没写的,到现在为止发现的超强酸都含氟,但是至于为什么含氟才能成为超强酸,学术界没有定论.另外国内有些中学化学课外读物上面会说魔酸就是氟锑酸或者是氟硫酸,这种说法错误的.从百科上引用的资料可以看到氟硫酸不含碳.不过我查过,有的资料上说氟硫酸也算作有机物,不知道为什么. 所以也可以说所有的超强酸都是有机酸并且含氟.超强酸大部分是无机酸,少部分是有机酸.

3超强酸是怎么被发现的?

十多年前,一个圣诞节的前夕,在美国加利福尼亚大学的实验室里,奥莱教授和他的学生正在紧张地做着实验。一个学生好奇地把一段蜡烛伸进一种无机溶液里,奇迹发生了——性质稳定的蜡烛竟然被溶解了!蜡烛的主要成分是饱和烃,通常它是不会与强酸、强碱甚至氧化物作用的。但这个学生却在无意中用这种1:1的无机溶液溶解了它。奥莱教授对此非常惊愕,连连称奇。他把这种溶液称为“魔酸”,也就是后来所说的超强酸。

4超强酸有哪些化学反应?有什么用处?

在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。也就是说,超强酸不只一种,而是一类物质。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生C—H键的断裂,生成氢气;发生C—C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷;这些使得超强酸不愧是强酸世界的超级明星,名副其实的“酸中之王”。也正是因为有了超引酸,过去一些极难实现或根本无法实现的化学反应,在超强酸的环境里也能异常顺利地完成。超强酸现已广泛地应用于化学工业,它既可作无机化合物和有机化合物的质子化试剂,又可作活性极高的酸性催化剂,还可作烷烃的异构化催化剂等。

5什么是超强酸?

超酸的超强能力在于能给很多分子提供质子,包括苯分子(!),使之带正电,从而启动一系列惊人的有机化学反应。超酸的酸性机理不同于普通酸的质子电离。如果要测纯硫酸的质子电离度的话,估计会非常低。但是超酸却拥有高的电导率。其中原因正是“质子跳跃”(Grotthus mechanism)。在这个体系中,电导不是通过带电离子携带电荷通过体系(体系粘度极大,离子(如果有的话)流动缓慢)形成的,而是质子在氢键长链中的定向迁移的结果。还有,超酸体系都是无水的,因为任何水溶液体系的酸度都是有限的.

6有哪些强酸?

强酸化学式有:

1、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、高氯酸(HClO4)、盐酸(HCl)、氢溴酸(HBr)、氢碘酸(HI)、高溴酸(HBrO4)、氯酸(HClO3)。

2、溴酸(HBrO3)、氟硅酸(H2SiF6)、氯铅酸(H2PbCl6)、偏磷酸(HPO3)、锇酸(OsO4·2H2O或写作H2)、高锰酸(HMnO4)、硒酸(H2SeO4)。

3、高铁酸(H2FeO4)、氟硼酸(HBF4)、氟磺酸(HSO3F)、氰酸(HOCN)、硫氰酸(HSCN)、偏高碘酸(HIO4)。

4、氟锑酸(HSbF6,质子酸SbF5与HF的混合物)、氟锑磺酸(SbF6SO3H俗称魔酸)、全氟磺酸树脂(Nafion-H)。

5、氯氟铝酸(HAlCl3F,含配离子AlCl3F-)、碳硼烷酸(H)、固体超强酸(如FeCl3·HClO4·SiO2·nH2O)。

OK,本文到此结束,希望对大家有所帮助。

09 04月

2023-04-09 02:45:10

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