標籤:超強酸

氟銻酸或稱六氟銻酸,是氫氟酸和五氟化銻反應后的產物,屬於超強酸。SbF5能與氟離子形成正八面體形陰離子SbF6-。氫離子能自由運動,幾乎不受束縛,因此該物質有強酸性。比純硫酸要強2×10^19倍,為已知酸性最強的物質。

1簡介

名稱:氟銻酸
化學反應

  化學反應

化學式:HSbF6
相對分子質量:236.76
摩爾質量:236.808 g/mol
比例模型

  比例模型

外觀:固體酸
氟銻酸或稱六氟銻酸、六氟合銻酸,是氫氟酸和電子酸五氟化銻反應后的產物.以一比一的比例混合時成為現在已知最強的超強酸,實驗證明能分解碳氫化合物,產生碳正離子以及氫氣.
氫氟酸(HF)和五氟化銻(SbF5)反應強烈放熱.HF會釋放質子H+,然後氟離子F-會與SbF5形成八面體型的SbF6-陰離子.SbF6-是非配位陰離子,親核性和鹼性都很弱.於是質子實際上是"裸露"在溶液中,使得混合物體系呈現極強的酸性,比純硫酸要強2×10^19倍.該酸可用特氟龍(聚四氟乙烯)材料裝盛.

2結構

用X射線晶體學研究兩份HF-SbF5反應形成的結晶,發現化學式分別為[H2F][Sb2F11]和[H3F2][Sb2F11],都含有Sb2F11作陰離子.據估計,Sb2F11離子的鹼性比SbF6還要弱,因此更加穩定.

3酸度對照

以下的資料是以哈米特酸度函數作為依據,酸度以大負數H0值表示:
氟銻酸【1:1】(1990)(H0值= -28)
魔酸【1:1】(1974)H0值= -25)
碳硼烷酸(1969)(H0值= -18.0)
氟磺酸(1944)(H0值=-15.6)
三氟甲磺酸(1940)(H0值=-14.6)
固體超強酸SbF5—SiO2—Al2O3,SbF5—TiO2—SiO2(H0值= -13.75 ~ -14.52)
高氯酸(H0值=-13)
純硫酸(H0值=-11.93)

4應用

氟銻酸使其幾乎可以質子化所有的有機化合物.它與異丁烷和新戊烷反應會生成相應的碳正離子:
(CH3)3CH + H → (CH3)3C + H2;
(CH3)4C + H → (CH3)3C + CH4
1、使某些很難質子化的物質(如高氯酸)質子化,進一步製備含有-ClO3基團的有機物:
HClO4 + H+ ==== [H2ClO4]+
[H2ClO4]+ +H+ ====[ClO3]++ [H3O]+
C6H6 + [ClO3]+ ==== [C6H6ClO3]+
[C6H6ClO3]+ - H+ ====C6H5ClO3
2、使高級烷烴質子化,催化烷烴裂解:
(CH3)3CH + H → (CH3)3C + H2;
(CH3)4C + H → (CH3)3C + CH4
3、含有羥基的有機物(如醇、酚、羧酸等)質子化,進一步脫羥基化。
R-OH + 2H = R+(碳正離子) + [H3O]+
4、強氧化劑:Sb(Ⅵ)氟化物例如SbF6具有很強的氧化性,能夠氧化多種金屬及還原劑
要注意的是,氟銻酸是無水體系,當氟銻酸與大量水混合時發生強烈反應,氫離子(質子)被中和生成水合氫離子,不再具有超酸性。
反應方程式:H++H2O=H3O+

5危險性

氟銻酸會與水起強烈甚至爆炸性的反應,而且它會與目前已知所有的溶劑反應。能溶解氟銻酸的溶劑有SO2ClF、液態二氧化硫及氟氯烴。盛HF-SbF5的容器可用特氟龍(即聚四氟乙烯)製造。
性狀:
1、沸點:無(注意,混合物無固定沸點)
2、熔點:無(注意,混合物無固定熔點)
3、氟銻酸和發煙氟銻酸中均不含水,SbF5為溶劑,HSbF6及HF是溶質。故氟銻酸和發煙氟銻酸均為無色油狀液體。
4、氧化性:因為其中含有五價銻,所以氧化性極強。
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