het sterkste zuur ter wereld is fluorantimonzuur, een van de superzuren. Superzuren zijn zo krachtig dat ze niet eens gemeten worden met de reguliere pH-of pKA-schalen. Hier is een blik op fluorantimonzuur en andere superzuren en hoe ze werken.
Wat Zijn Superzuren?
een superzuur is een sterk zuur met een hogere zuurgraad dan die van zuiver zwavelzuur. Chemici beschrijven de superzuursterkte met behulp van de Hammett-zuurheidsfunctie (H0) of andere speciale zuurheidsfuncties omdat de pH-schaal alleen van toepassing is op verdunde waterige oplossingen.
Hoe werken superzuren
veel superzuren vormen zich door een Brønsted-zuur en een Lewis-zuur te mengen. Het Lewis zuur bindt en stabiliseert het anion gevormd door dissociatie van het Brønsted zuur. Dit verwijdert een proton acceptor, waardoor het zuur een betere Proton donor.
u hoort misschien dat superzuren “naakte” of “ongebonden” protonen hebben, maar dit is niet waar. Het zuur doneert protonen aan stoffen die ze normaal niet accepteren, maar in eerste instantie zijn de protonen gebonden aan moleculen in het zuur en niet vrij zwevend. Echter, deze protonen bewegen snel tussen de ene Proton acceptor en de volgende. Wat er gebeurt is dat het superzuur een extreem slechte Proton acceptor is. Het is makkelijker voor een proton om zich aan de andere substantie te hechten dan terug te keren naar het zuur.
het sterkste zuur ter wereld
het sterkste zuur ter wereld is het superzuur dat fluorantimonzuur (hsbf6) wordt genoemd. Het is meer dan een miljard keer sterker dan zuiver zwavelzuur. Met andere woorden, fluorantimonzuur doneert protonen ongeveer een miljard keer beter dan zwavelzuur.
het mengen van gelijke hoeveelheden waterstoffluoride (HF) en antimoonpentafluoride (HSbF6) maakt het meest krachtige fluorantimonzuur, maar andere mengsels leveren ook een superzuur op.
HF + SbF5 → h+ SbF6–
Fluorantimonzuur is smerig spul. Het is zeer corrosief en geeft giftige dampen af. Het ontleedt explosief in water, dus wordt het alleen gebruikt in fluorwaterstofzuuroplossingen. Fluorantimonzuur ontleedt met warmte om waterstoffluoridegas vrij te geven. Het zuur protoneert glas, de meeste kunststoffen en menselijk weefsel.
de Carboraanzuren
Fluorantimonzuur zijn het resultaat van een mengsel van zuren, maar de carboraanzuren zijn solo-zuren. De H0 van de carboraanzuren is minstens -18, maar de aard van het zuurmolecuul maakt het moeilijk om zijn sterkte te berekenen. Carboraanzuren kunnen zelfs sterker zijn dan fluorantimonzuur. Het zijn de enige zuren die C60 en kooldioxide kunnen protoneren. Ondanks hun sterkte zijn de carboraanzuren niet corrosief. Ze verbranden geen huid en kunnen worden opgeslagen in gewone containers.
lijst van superzuren
superzuren hebben een zuurgraad hoger dan zwavelzuur, met een Hammett-activiteit van -11,9 (H0 = -11,9). Superzuren hebben dus H0 < -12. De pH van 12m zwavelzuur is negatief met behulp van De Henderson-Hasselbalch vergelijking. Terwijl de vergelijking veronderstellingen gebruikt die niet van toepassing zijn op superzuren, zou je kunnen zeggen dat de superzuren allemaal negatieve pH-waarden hebben.
| naam | formule | H0 |
| Fluorantimonzuur | HF:SbF5 | Between -21 and -23 |
| Magic acid | HSO3F:SbF5 | -19.2 |
| Carborane acids | H(HCB11X11) | around -18 |
| Fluoroboric acid | HF:BF3 | -16.6 |
| Fluorosulfuric acid | FSO3H | -15.1 |
| Hydrogen fluoride | HF | -15.1 |
| Trifluoromethanesulfonic acid (Triflic acid) | CF3SO3H | -14.9 |
| perchloorzuur | HClO4 | -13 |
| zwavelzuur | H2SO4 | -11.9 |
Hoe worden superzuren bewaard?
er is geen one-size-fits-all-containermateriaal voor de superzuren. Het is veilig om carboraanzuren in glas op te slaan. Fluorzwavelzuur en fluorantimonzuur eten door glas en normaal plastic. Ze vereisen polytetrafluorethyleen (teflon) containers. De combinatie van koolstof met Fluor beschermt tegen zure aanvallen.
gebruik van de sterkste zuren
waarom zou iemand zo ‘ n sterk zuur gebruiken, laat staan zo giftig en corrosief als fluorantimonzuur? Deze zuren worden niet gebruikt in het dagelijks leven of zelfs niet in een normaal scheikundelab. In plaats daarvan vinden ze gebruik in de organische chemie en chemische techniek om protonaten samen te stellen die normaal gesproken geen protonen accepteren. Ook zijn ze nuttig omdat ze naast water in oplosmiddelen werken.
superzuren zijn katalysatoren in de petrochemie. Vaste vormen van zuren, alkylaatbenzeen met propeen en etheen en acylaatchloorbenzeen. Reacties als deze helpen bij de productie van hoog-octaan benzine en synthetiseren kunststoffen. Superzuren worden gebruikt om explosieven te produceren, ethers en olefinen te maken, glas te etsen, koolwaterstoffen te isomeriseren en carbocaties te stabiliseren.