1定義

混合酸是為了達到特定的目的,而將特定兩種或兩種以上的酸按特定的比例混合得到。很多時候酸性會增強。但不一定。硝酸和氫硫酸混合生成立硫單質和二氧化氮,酸性可消失,沒有實際意義。
王水是一種非常強的混酸,濃硝酸與濃鹽酸按體積比1:3混合得到,利用了氯離子與金屬離子的配位作用降低電極電位使反應可以發生。如金、鉑不溶於濃硝酸卻溶於王水。
要找最強的混酸,應該從固體超酸中查找。混合鹼很少用到,但也有。混合酸中還有一種特例,如:超強酸,又稱超酸。是一種比100%硫酸還強許多倍的酸。特別是液體超強酸,有的比98%硫酸強近10^12倍。

2常見類型

常見的超強酸有
布朗斯特-勞萊超酸:HF HSO3Cl HSO3F HSO3CF3 HClO4
路易斯超酸:SbF5 AsF5 TaF5 NbF5
固體超酸:ZrO2-H2SO4 SbF5-SiO2-Al2O3
混合超酸:SbF5-HSO3F
超酸的主要類型
a.布朗斯特超酸,如HF、HClO4、HSO3Cl、HSO3F和HSO3CF3等,室溫下為液體,本身為酸性極強的溶劑。
b.路易斯超酸:SbF5、AsF5、TaF5和NbF5等,其中SbF5是目前已知最強的路易斯酸,可用於製備正碳離子和魔酸等共軛超酸。
c. 共軛布朗斯特——路易斯超酸:包括一些由布朗斯特和路易斯酸組成的體系。如:H2SO4·SO3(H2S2O7);H2SO4·B(OH)3;HSO3F·SbF5;HSO3F等。
d. 固體超酸:硫酸處理的氧化物TiO2·H2SO4;ZrO2·H2SO4;路易斯酸處理的TiO2·SiO2等。
魔酸
魔酸(Magic acid)是最早發現的超強酸,稱它有魔法是因為它能夠分解蠟燭中的蠟。魔酸是一種路易斯酸五氟化銻(SbF5)和一種質子酸氟磺酸(FSO3H)的混合物。魔酸是無色透明的粘稠液體,含雜質時為淡黃色、棕色甚至是黑綠色。有明顯的刺激性氣味,純凈的氟銻磺酸密度大致為3.61-3.82g/ml,無固定溶沸點(哈米特酸度函數 = 19.2)

碳硼烷酸

碳硼烷酸(Carborane superacid):2004年,河濱加州大學的Christopher Reed研究小組合成出了這種最強的純酸—碳硼烷酸(化學式:CHB11Cl11),碳硼烷的結構十分穩定且體積較大,一價負電荷被分散在碳硼烷陰離子的表面,因而與氫陽離子的作用很弱,從而具有令人吃驚的釋放氫離子的能力。酸性是氟硫酸的一千倍,純硫酸的一百萬倍,但由於碳硼烷的結構穩定,在釋出氫離子后難以再發生變化,因此腐蝕性極低,又被稱為最溫和的強酸。它能溶解不溶於王水的高級烷烴蠟燭。碳硼烷酸的應用十分廣泛,可以用來製造「酸化」的有機分子,研究這些在自然界中短暫存在的有機分子有助於科學家了解物質發生變化的深層次機理,而科學家希望用碳硼烷酸酸化惰性氣體氙,確定該氣體的惰性強度。(哈米特酸度函數 = 18.0)

3超酸酸度對照

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(負數的絕對值越大,酸性越強,純硫酸的哈米特酸度函數為-11.93):
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)(-15.6)
三氟甲磺酸(1940)(-14.6)
固體超強酸SbF5—SiO2—Al2O3,SbF5—TiO2—SiO2(Ho = -13.75 ~ -14.52)
高氯酸(-13)
純硫酸(-11.93)

4超強酸的概述

又稱超酸。是一種比100%硫酸還強的酸。特別是液體超強酸,HF.SbF5超酸比100%硫酸強10^19倍,有嚴重腐蝕性和嚴重公害。全氟磺酸樹脂(Nafion-H)是現在已知的最強固體超強酸,具有耐熱性能好、化學穩定性和機械強度高等特點。一般是將帶有磺酸基的全氟乙烯基醚單體與四氟乙烯進行共聚,得到全氟磺酸樹脂。由於Nafion-H分子中引入電負性最大的氟原子,產生強大的場效應和誘導效應,從而使其酸性劇增。與液體超強酸相比,用作催化劑時,易於分離,可反覆使用。且腐蝕性小,引起公害少,選擇性好,容易應用於工業化生產。

5超酸用途

a. 非電解質成為電解質,能使很弱的鹼質子化(碳正離子)
b. 超酸中,解離出多鹵素陽離子(I2)+、(I3)+、(Br2)+、(Cl2)+等
c. 良好的催化劑

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