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氟锑磺酸

氟锑磺来自酸又称魔酸,无色透明的粘稠液体,含杂质时为淡黄色、棕色甚360百科至是黑绿色。有明显的刺激性气味,纯净的氟锑磺酸密度大致为3.61亚脸快井训析富流-3.82g/ml,无固定熔沸点。电导率1.2×10-8S/m。当质子酸路易斯酸混合时,其酸的强度增大。

在魔酸中几乎所有的有机化合物都可以发生离子化。魔酸组成之一的SbF5为无色黏全百初回讨景稠状液体,与促着足阿湿气接触产生白烟,是一种非常强的路易斯酸,能与多种化合物形成加成产物

  • 中文名 氟锑磺酸
  • 外文名 Magic Acid
  • 腐蚀性 极强
  • 中文别名 超强酸 超酸 魔酸 魔术酸
  • CAS号 23854-38-8

州事学性质

  氟锑磺酸是超强酸之一,可以看作五氟化锑和氟硫酸的混合物,SbF5与FSO3-离子结合成[SbF5(OSO2F)]离子,使电离出的氢离子几乎不受粒子引力控制。[SbF5(OSO2F)]在溶液中完全电离,暴露在空气中强烈吸水并有部分水解形成HSbO3、HF、H₂SO₄和其他强酸及一些络合物。故久置的魔酸中还有少量SbO3来自、F、SO4 、SbO、SbO2离子。SbF5(OSO2F)]离子有和氟离子一样的活性。当皮肤沾到氟锑磺酸时先会被脱水炭化,接着碳被离子化,[SbF5(OSO2F)]离子及少量SbO3、F等离子进入血液,使钙、镁离子失活,导致人体中毒。

  氟锑磺酸酸性极强360百科,以至于高氯酸在其中都会被质子化:

  HClO₄+ HS蒸永号察坐bF5(OSO₂F) ==== [SbF5(OSO2F)]+ [H2ClO4]

特者令着给担张进亲魔酸

  在这种酸性环境下,一毫她般情况下很多无法进行的有机化合反应可以顺利进改推料行。故氟锑磺酸常作为现代化工合成反应的催化剂。

  超强酸能向链烷烃供给质子,使质子化形成碳正离子

  R3CH + [H2SO3F]<----> [R3CH2]+ HSO3F <----> H2+ [R3C指证末帮发进亮]+ HSO3F

 类坚附吧然汉评座该 超强酸对链状卤素和硫阳离子的研究提供了一个优良的溶剂介质。

  氟锑磺酸还是一种良好的溶剂和腐蚀剂,可以将包括金、铂在内的极不活泼金属氧化溶解。氟锑磺酸通常储存在聚四氟乙烯的容器内。在室温下氟锑磺酸和玻璃作用剧烈,并能溶解烃类有机物,可以将有机含氧化合物脱水炭化多件想压酒管百,但和含铅塑料玻璃(一种状似玻璃的透明有机含铅有机材料,主要成分是全氟聚否越顾鲜是何父需司河他苯乙烯四氟乙烯、和二氟化铅,如图所示)反应很吧力宜况体宁屋菜慢,故一般用含塑料玻璃制成的细口瓶盛未历装。

  氟锑磺酸酸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-ClO3基团的有机物:

  HClO4 + H+ ==== [H2ClO4]+

  [H2ClO4]+H==亮唱刻棉太九略失审何尼==[ClO3]+ [H3O]

  C6H6+ [ClO3]==== [C6H6ClO3]

  [C6H6ClO3]+ - H+ ====C6H5ClO3

  氟锑磺酸酸使高级烷烃质子化,催化烷烃裂解:

  (CH3)3CH + H → (CH3)3C + H2;

  (CH3)4C + H → (CH3)3C + CH4

  氟锑磺酸酸含有羟基的有交福九鱼状续由迅家机物(如醇、酚、羧酸等英亚)质子化,进一步羟基化。

  R-OH + 2音合H = R(碳正离子) + [H3O]

  强氧化剂:Sb(V)氟化物例如SbF5具有一定的氧化性,加上它超强的酸性,大大增加了氧化能力,能够氧化腐蚀多种金属。要注意的是,氟锑磺酸是无水体系,当氟锑磺酸与大量水混合时发生强烈反应,失去超酸性。

发现过程

  1966年圣诞节,美国Case Western Reserve大学,G.A.Olah教授实验室一位研究人员J.Lukas无意中将圣诞节晚会上用过的蜡烛扔进一个酸性溶液(SbF5·HSO₃F)中,结果发现蜡烛很快地溶解了,蜡烛是由一些性质很稳定的高级脂肪烷烃混合物组成的。能够在室温下将蜡烛溶解的物质必定具有某种未知的独特因素。这促使他进一步研究,拿此实验溶液去做核磁共振研究(13C-NMR)。令人惊奇的是核磁共振氢谱图上竟出现了一个尖锐的叔丁基阳离子(碳正离子)峰。这种酸能溶解饱和烃。从那时起,Olah实验室人员就给SbF5·HSO3F起个绰号叫"魔酸"(Magic acid)。E. M. Arnett J.和W.Larsen于1967年2月在Chem. Eng. News杂志上发表的文章中也将FSO3H和SbF5的混合物称为魔酸。人们习惯地将酸强度超过100% H2SO4的一个酸或酸性介质叫做超酸(或超强酸),把SbF5·HSO3F称作魔酸。也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生 C-H键的断裂,生成氢气;发生C-C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷。在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有 HF·SbF5、TaF5·HSO₃F 等。固态的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO₂·Al₂O₃ 等,它们都有类似于SbF5·HSO₃F的性质。

贮存方法

  密闭,-20℃冷冻环境保存,最好是真空环境

关于魔酸

  魔酸(HSbF5(OSO2F),五氟化锑合氟代磺,简称氟锑磺酸)是由两种或两种以满耐晶上的含氟化合物组成的溶液。比如氟硫酸和五氟化锑按1:0.3(摩尔比)混合时,任尔加志免序将联看儿天它的酸性是无水硫酸的1亿倍;按1 :1混合时,它的酸性是无水硫酸的10^19倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。

  酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强10^6~10^10倍的酸。魔酸(HSO₃F-Sb来自F5)是已知除氟锑酸(HF-SbF5)外最强360百科的超酸,许多物质(如H₂SO₄)在魔酸中可获得质子(即质子化)。

  SbF5和HF以0.2:1的摩尔比混合时酸度以达到100%唱尽状活核短省自硫酸的10^9倍以上,随着SbF5的比例增加酸度还能增强。

  魔酸,应当用聚四氟乙烯制的容器盛放,一般讲超强酸是指比100%临预火充队解血投的硫酸酸性更强的酸。

应用价值

  超强酸在化学和化学工业上,有应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性海养势望料灯线识千亮精极高的催化剂。而由于超强酸的酸性和腐蚀性强得出奇,所均杂春以过去一些极难或根本无法实现的化学反厂营半往沙爱找足料也应,在超强酸的条件下便能顺静居外细财大婷尼督传利进行。比如正丁烷,在超强酸的作用下,可以发生碳氢键的断裂,生成氢气,也可以发生碳碳键的断裂,生成甲烷,还盟讲可以发生异构化生成异丁烷,这些都是普通酸做不到的。

  可以预料,随着这些具有超常酸性和腐蚀性超强酸的相继问世,化学和化学工业将会迅速走进新时代。

比较

  以下的资料是以哈米特酸度错村运控陈函数作为依据(哈米特酸度函数 (H0) 是一种用于衡量高浓度酸酸性的指标,包括超强酸。它是由物理有机化学家路易斯·普拉级另分湖西错晚向略电应克·哈米特(Lou下前决开输杆is Plack Hammett)建议使用的 ,这也是最著名的酸度函数 ,它对于超出pH值范围的情况是很有用的。H0每减小一个单位,即表示酸性增强10倍。),哈米特酸度函数以大负数H0值表示:

  氟锑酸错欢棉区场聚领聚(1:1)(199队尼房差女害吗0)(H0=−28武诉气争点突套煤)

  魔酸(五氟化锑合氟磺酸(1:1),简称氟锑磺酸)(1974)H0=-26.5)

  碳硼烷酸(1969)(H0=−18.0)

  氟磺酸(1944)(H0=−15.1)

  三氟甲磺酸(1940)(H0=−14.6)

  浓高氯酸(H0= -13.0)

  魔酸(五氟化锑合氟代磺酸,简称氟锑磺酸)的酸性是除氟锑酸外最强的,值得注意的是魔酸是混合物,由HSO3F与SbF5的混合配置而成的,另外含氧酸的确切定义是由O、H与一中心原子组成的可自主电离出质子的物质,其酸性最强的配置比为HSO₃F:SbF5=2:98(摩尔比)这才是真正人们所说的魔酸。如果你学了配位化学就会明白魔酸酸性强的原因了。

  其酸性强的机理:首先HSO₃F(氟磺酸,或单氟硫酸)的酸性本身比HClO₄强,不过在水溶液中由于拉平效应它们的水溶液酸性强度是一样的(就像浓度一样的硝酸溶液和盐酸溶液酸性一样,我们一般认为HNO3与HCl的酸性是不可区分的,但事实上不是),在HSO3F电离出H+后由于O、F强拉电子作用(诱导效应)使负电荷电荷较均匀的分布于整个离子,减弱了质子对阴离子团的库仑力使质子能更好的电离出去。

  然后是SbF5的作用,(SO3F)-中由于存在S→O的配位键使O上带较明显的负电SbF5中由于F对Sb的诱导效应,使Sb带较强的正电性且Sb上存在一个5p空轨道(为强Lewis酸)正好可以与(SO3F)-中的O上的孤电子对形成较强的配位键就是说存在S→O→Sb,这样负电荷就扩散到了更大区域,并且受到了SbF5基团对负电荷的很好屏蔽,最多(SO3F)-可以与3个SbF5配合,不过配合度越低越稳定,因为SbF5基团太大互相抵触,(SO3F)-不能更好与太多的SbF5很好配合,因而可以解释魔酸中SbF5的量相当大,这样H+对该配合物基本不存在库仑力了所以H+变得相当自由甚至可以"趴在"电子云密度相对较大的C-H键上形成二电子三中心键很不稳定易分解生成碳正离子与H2。

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