Svět je Nejsilnější Kyselina – Superacids

nejsilnější kyselinou na světě je kyselina fluoroantimonová, jedna z superacidů. Superacids jsou tak silné, že nejsou ani měřeny pomocí pravidelné pH nebo pKa váhy. Zde je pohled na kyselinu fluoroantimonovou a další superacidy a na to, jak fungují.

Co Jsou Superacidy?

superakyselina je silná kyselina s kyselostí vyšší než kyselost čisté kyseliny sírové. Chemici popisují sílu superkyseliny pomocí funkce Hammettovy kyselosti (H0) nebo jiných speciálních funkcí kyselosti, protože stupnice pH se vztahuje pouze na zředěné vodné roztoky.

Jak Superacids Práce

Mnoho superacids formě smícháním Brønsted kyseliny a Lewisovou kyselinou. Lewisova kyselina váže a stabilizuje anion vytvořený disociací kyseliny Brønstedové. Tím se odstraní akceptor protonů, čímž se kyselina stává lepším dárcem protonů.

můžete slyšet, že superacidy mají“ nahé „nebo“ nevázané “ protony, ale to není pravda. Kyselina daruje protony látkám, které je normálně nepřijímají, ale zpočátku jsou protony vázány na molekuly v kyselině a nejsou volně plovoucí. Tyto protony se však rychle pohybují mezi jedním akceptorem protonů a dalším. Co se stane, je, že superacid je extrémně špatný akceptor protonů. Takže je snazší, aby se proton připojil k jiné látce, než aby se vrátil k kyselině.

nejsilnější kyselina na světě

nejsilnější kyselinou na světě je superacid zvaný kyselina fluoroantimonová (HSbF6). Je více než miliardkrát silnější než čistá kyselina sírová. Jinými slovy, kyselina fluoroantimonová daruje protony asi miliardkrát lépe než kyselina sírová.

smícháním stejných množství fluorovodíku (HF) a pentafluoridu antimonu (HSbF6) je nejúčinnější kyselina fluoroantimonová, ale jiné směsi také poskytují superacid.
HF + SbF5 → H+ SbF6 –

kyselina Fluoroantimonová je ošklivá věc. Je vysoce korozivní a uvolňuje toxické páry. Výbušně se rozkládá ve vodě, takže se používá pouze v roztocích kyseliny fluorovodíkové. Kyselina fluoroantimonová se rozkládá teplem a uvolňuje plynný fluorovodík. Kyselina protonuje sklo, většinu plastů a lidskou tkáň.

Na Carborane Kyseliny

Fluoroantimonic výsledky kyseliny ze směsi kyselin, ale carborane kyseliny jsou sólo kyselin. H0 karboranových kyselin je nejméně -18, ale povaha molekuly kyseliny ztěžuje výpočet její síly. Karboranové kyseliny mohou být ještě silnější než kyselina fluoroantimonová. Jsou to jediné kyseliny schopné protonovat C60 a oxid uhličitý. Navzdory své síle nejsou karboranové kyseliny žíravé. Nespalují pokožku a mohou být uloženy v běžných nádobách.

Seznam Superacids

Superacids mít kyselost větší, než je kyselina sírová, která má Hammett činnost -11.9 (H0 = -11.9). Takže superacidy mají H0 < -12. PH 12M kyseliny sírové je záporné pomocí hendersonovy-Hasselbalchovy rovnice. Zatímco rovnice používá předpoklady, které se nevztahují na superakyseliny, dalo by se říci, že všechny superakyseliny mají záporné hodnoty pH.

Jak Jsou Superacids Uloženy?

neexistuje žádný univerzální obalový materiál pro superacidy. Je bezpečné skladovat karboranové kyseliny ve skle. Kyselina fluorosírová a kyselina fluoroantimonová jedí sklem a normálním plastem. Vyžadují polytetrafluorethylenové (teflonové) nádoby. Kombinace uhlíku s fluorem chrání před napadením kyselinou.

použití nejsilnějších kyselin

proč by někdo používal tak silnou kyselinu, mnohem méně toxickou a žíravou jako kyselina fluoroantimonová? Tyto kyseliny se nepoužívají v každodenním životě ani v normální chemické laboratoři. Spíše najdou využití v organické chemii a chemickém inženýrství k protonátovým sloučeninám, které normálně nepřijímají protony. Jsou také užitečné, protože kromě vody pracují v rozpouštědlech.

Superacidy jsou katalyzátory v petrochemii. Pevné formy kyselin alkylují benzen s propenem a ethenem a acylátem chlorbenzenem. Reakce, jako je tato, pomáhají produkovat vysokooktanový benzín a syntetizovat plasty. Superacidy se používají k výrobě výbušnin, výrobě etherů a olefinů, leptání skla, izomerizaci uhlovodíků a stabilizaci karbokationů.