锑酸(HSbF6)是一种 无机化合物 ,由 氢氟酸 和 五氟化锑 反应而成。它是一种 氟锑磺酸 ,比纯 硫酸 要强2×10¹⁹倍,是已知酸性最强的物质。 SbF5能与F-形成正八面体形 阴离子 SbF6-,其中氢离子能自由运动,几乎不受束缚,因此该物质有强酸性。实验证明,氟锑酸能分解碳氢化合物,产生 碳正离子 以及 氢气 。氟锑酸属于超强酸性体系,是一种极其腐蚀性的物质,需要极度小心处理。它可以存储在PTFE(Teflon)衬里的容器中。
形态
氟锑酸或称六氟锑酸、六氟合锑酸, 化学式 为 ,是 氢氟酸 和电子酸 五氟化锑 反应后的产物。以一比一的比例混合成为已知最强的 氟锑磺酸 ,实验证明能分解 碳氢 ,产生碳正离子以及 氢气 。
氢氟酸 和五氟化锑( )以一比一的比例互相反应,反应过程强烈放热。HF会释放质子 ,然后 氟化物 会与 形成八面体型的 阴离子 。 是非 配位 阴离子,亲核性和碱性都很弱。于是质子实际上是“裸露”在溶液中,使得 混合物 体系呈现超强的酸性,比纯 硫酸 要强 倍。该酸必须用 F4 (聚四氟 乙烯 )材料装盛。
图右为氟锑酸的3D分子球棍模型。
结构
用X射线晶体学研究两份HF-SbF5反应形成的结晶,发现 化学式 分别 为[H2F] [Sb2F11] 和[H3F2] [Sb2F11],都含有Sb2F11⁻作阴离子。据估计,Sb2F11-离子的碱性比SbF6-还要弱,因此更加稳定。
酸度对照
以下的资料是以 哈米特酸度函数 作为依据,酸度以大 负数 H0值表示:
氟锑酸【1:1】(1990)(H0值= -28)
氟锑磺酸 【1:1】(1974)H0值= -25)
碳硼烷酸 (2004)(H0值= -18.0)
氟硫酸 (1944)(H0值=-15.6)
三氟甲磺酸 (1940)(H0值=-14.6)
高氯酸 (H0值=-13)
纯 硫酸 (H0值=-11.93)
注:碳硼 酸是 单一分子酸 中酸性最强的酸,而非酸性最强的酸。
六氟锑酸是 氟锑磺酸 体系, 而非 化合物 。
应用
氟锑酸几乎可以质子化所有的 有机化合物 。它与 2-碘-2-甲基丙烷 和新 正戊烷 反应会生成相应的 碳正离子 :
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1、使某些很难质子化的物质(如 高氯酸 )质子化,进一步制备含有 基团的 有机化合物 :
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3、含有 羟基 的 有机化合物 (如醇、酚、 羧酸 等)质子化,进一步脱 羟基化 。
4、 过氧苯甲酰凝胶剂 :Sb(Ⅴ) 氟化物 例如 具有很强的氧化性,能够氧化多种金属及 还原剂 。
5、要注意的是,氟锑酸是无水体系,当氟锑酸与大量水混合时发生强烈反应,氢离子(质子)被中和生成水合氢离子,不再具有超酸性。
反应方程式:
危险性
氟锑酸会与水发生强烈反应甚至爆炸,若 溶剂 为水,则与其他强于水的酸的强度无法区分(拉平效应)。吸入蒸气或皮肤接触会造成难以治愈的伤害。盛氟锑酸的容器必须用 F4 (即聚四氟乙烯)的材料盛装,其他塑料会被严重腐蚀。氟锑酸具有极强的腐蚀性,若接触 鸡腿 ,会立即产生浓烟,鸡腿会迅速被腐蚀成糊状。
性状:
2、 熔点 :无(注意,混合物无固定熔点)
3、氟锑酸中均不含水,SbF₅为溶剂,H₂SbF₇及HF是溶质。故氟锑酸均为无色油状液体。
4、氧化性:因为其中含有五价锑,所以氧化性非常强。