Kas ir pasaulē spēcīgākā superskābe?

Kas jums jāzina par fluorantimonskābi

Šī ir fluorantimonskābes, spēcīgākās superskābes, divdimensiju ķīmiskā struktūra. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Jūs, iespējams, domājat par skābe citplanētiešu asinīs populārajā filmā ir diezgan tālu, bet patiesība ir tāda, ka tur ir skābe, kas ir vēl vairāk kodīgs ! Uzziniet par vārda spēcīgāko superskābi: fluorantimonskābi.

Spēcīgākā superskābe

Pasaules spēcīgākā superskābe ir fluorantimonskābe, HSbF₆. To veido, sajaucot ūdeņraža fluorīdu (HF) un antimona pentafluorīdu (SbF₅). Dažādi maisījumi rada superskābi, bet, sajaucot vienādas abu skābju attiecības, tiek iegūta spēcīgākā cilvēkam zināmā superskābe.

Fluorantimonskābes superskābes īpašības

• Ātri un sprādzienbīstami sadalās saskaroties ar ūdeni. Šīs īpašības dēļ fluorantimonskābi nevar izmantot ūdens šķīdumā. To lieto tikai fluorūdeņražskābes šķīdumā.
• Izdala ļoti toksiskus tvaikus. Paaugstinoties temperatūrai, fluorantimonskābe sadalās un rada ūdeņraža fluorīda gāzi (fluorūdeņražskābi).
• Fluorantimonskābe ir 2 × 10¹⁹(20 kvintiljoni) reižu stiprāks par 100%sērskābe. Fluorantimonskābei ir H₀(Hammeta skābuma funkcija) vērtība -31,3.
• Izšķīdina stiklu un daudzus citus materiālus un protonāti gandrīz visi organiskie savienojumi (piemēram, viss organismā). Šī skābe tiek uzglabāta PTFE (politetrafluoretilēna) konteineros.

Kādam nolūkam to lieto?

Ja tā ir toksisks un bīstams , kāpēc lai kāds vēlētos saņemt fluorantimonskābi? Atbilde slēpjas tās ārkārtējās īpašībās. Fluorantimonskābi izmanto ķīmiskā inženierija un organiskā ķīmija lai protonētu organiskos savienojumus neatkarīgi no to šķīdinātāja. Piemēram, skābi var izmantot, lai noņemtu H_divino izobutāna un metānu no neopentāna. To izmanto kā katalizatoru alkilēšanai un acilēšanai naftas ķīmijā. Superskābes parasti izmanto karbokationu sintezēšanai un raksturošanai.

Reakcija starp fluorūdeņražskābi un antimona pentafluorīdu

Reakcija starp ūdeņraža fluorīds un antimona pentrafluorīds, kas veido fluorantimonskābi, ir eksotermisks .

HF + SbF₅→ H⁺SbF₆^-

Ūdeņraža jons (protons) saistās ar fluoru, izmantojot ļoti vāju dipolāru saiti. Vāja saite izraisa fluorantimonskābes ārkārtējo skābumu, ļaujot protonam pāriet starp anjonu kopām.

Kas padara fluorantimonskābi par superskābi?

Superskābe ir jebkura skābe, kas ir stiprāka par tīru sērskābi, H_diviSO₄. Ar spēcīgāku, tas nozīmē, ka superskābe ūdenī ziedo vairāk protonu vai ūdeņraža jonu vai tai ir Hammeta skābuma funkcija H₀zemāka par -12. Hammeta skābuma funkcija fluorantimonskābei ir H₀= -28.

Citas superskābes

Citas superskābes ietver karborāna superskābes [piemēram, H(CHB_vienpadsmitCl_vienpadsmit)] un fluorsērskābe (HFSO₃). Karborāna superskābes var uzskatīt par pasaulē spēcīgāko solo skābi, jo fluorantimonskābe patiesībā ir fluorūdeņražskābes un antimona pentafluorīda maisījums. Carborane ir a pH vērtība -18 . Atšķirībā no fluorsērskābes un fluorantimonskābes, karborānskābes nav tik kodīgas, ka tās var apstrādāt ar tukšu ādu. Teflons, nepiedegošais pārklājums, kas bieži sastopams uz virtuves traukiem, var saturēt karborantu. Karborāna skābes ir arī salīdzinoši reti sastopamas, tāpēc ir maz ticams, ka ķīmijas students ar kādu no tām saskarsies.

Spēcīgākie Superacid Key Takeaways

• Superskābei ir lielāks skābums nekā tīrai sērskābei.
• Pasaulē spēcīgākā superskābe ir fluorantimonskābe.
• Fluorantimonskābe ir fluorūdeņražskābes un antimona pentafluorīda maisījums.
• Karbonāna superskābes ir spēcīgākās soloskābes.

Papildu atsauces

• Halle NF, Konants Dž.B. (1927). 'Superskābes šķīdumu pētījums'. Amerikas Ķīmijas biedrības žurnāls . 49 (12): 3062–, 70. doi: 10.1021/ja01411a010
• Herlems, Mišels (1977). 'Vai reakcijas superskābā vidē izraisa protoni vai spēcīgas oksidējošas vielas, piemēram, SO3 vai SbF5?'. Tīra un lietišķā ķīmija . 49: 107–113. doi: 10.1351/pac197749010107