初高中范围内“最强酸”指的是所学的一种酸性及氧化性特别强的 含氧酸 —— 高氯酸 其中氯离子显+7价。其 酸酐 是 七氧化二氯 。人们习惯地将酸性超过纯 硫酸 的酸或酸性介质叫做超酸(或 氟锑磺酸 )。
化学性质
液体超强酸,有的比 硫酸的酸性强近 倍,有严重腐蚀性和公害。 全氟磺酸树脂 是现在已知的最强 固体超强酸 ,具有耐热性能好、 化学 稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有 磺酸 基地 全氟 乙烯基醚单体 与 四氟乙烯 进行共聚,得到全 磺酸树脂。由于 分子中引入 电负性 最大的氟 原子 ,产生强大的场效应和 诱导效应 ,从而使其酸性剧增。与液体 超强酸 相比,用作 催化剂 时,易于分离,可反复使用。且腐蚀性小,引起的 公害 少,选择性好,容易应用于工业化生产。
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 氟锑磺酸 。这些超强酸,酸性极强。以 为例,物质的量为 的 氢氟酸 和 五氟化锑 混合时的酸性强度要比 碘化钠 硫酸 的强度约大1亿倍。而 的物质量比 时其酸性估计可达无水硫酸的10万兆倍。这些 超强酸 如 魔酸 ,它是五氟化锑和氢氟酸按体积比 制成的混酸。其酸度只是无水硫酸的100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,极有应用价值,它既是 无机化合物 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 氟锑磺酸 环境中。却能异常顺利地完成。
酸度函数
在 水溶液 中所有的 强酸 都被拉平到 离子的强度,在一些酸性非水 溶剂 中,拉平作用不会发生,酸强度可达到水溶液中的10的十次方或更多倍,在这类溶剂中,常用酸度函数 来描述酸的强度。
众所周知,纯 是一种强的给 质子 试剂,在该溶剂中加入Lewis酸、 与 物时能大大增加 的酸度。
自递平衡
和 的加入导致平衡向右移动,从而提高了 的浓度,反应式为:
HSOF几乎能使所有的 有机化合物 加合 质子 而产生碳鎓离子,例如:
这一反应中,先有 付出一个质子给 ,接着放出 氢气 生成碳鎓离子。
魔酸
很长的一段时间内,人们认为 王水 就是酸中之王,是最强的酸了,因为即使是黄金,遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。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,它能溶解不溶于王水的高级 烷烃 蜡烛 ,人们才知道王水并不是最强的酸,还有比它强的酸,这就是 魔酸 。
在 超强酸 中,把其中的 体系叫做魔酸,魔酸的 约为-27。
它们的酸性强的令人难以置信,比如 氢氟酸 和 五氟化锑 按 (摩尔比)混合时,它的酸性是 硫酸 的 1亿倍;按 混合时,它的酸性是浓硫酸的1000亿亿倍。所以 王水 在它们面前只能是“小巫见大巫”。
氦合氢离子
中文名:氦合氢离子
化学式 :
: -63
它首次发现于1925年,通过 质子 和氦 原子 在气相中反应制得。它是已知最强的酸,质子亲和能为177.8 kJ/ mol 。这种离子也被称为氦氢分子离子。
应用
由于超酸具有高强度的酸性和很高的 介电常数 ,能使很弱的碱 质子化 ,能使 非电解质 成为电解质,因而可以作为良好的 催化剂 ,使一些本来难以及你进行的反应在较温和的条件下进行,因而在 烷烃 的裂解,重聚,异构化, 基化反应中都被广泛的应用。