品 名:超強酸
拼音:chaoqiangsuan
英文名稱:superacid
說明: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,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,産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,可反復使用。且腐蝕性小,引起公害少,選擇性好,容易應用於工業化生産。
近年世界上已開發和研製了比硫酸、????酸;硝酸酸性強幾百萬倍,甚至幾十億倍的超強酸。 這些超強酸,酸性極強。以HF~SbF5為例,
物質的量為1:0.3的氟硫酸和五氟化銻混合時的酸性強度要比無水硫酸(100%)的強度約大1億倍。而HSO3F~SbF5的物質量比1:1時其酸性估計可達無水硫酸的10萬兆倍。這些超強酸如魔酸,它是五氟化銻和氫氟酸按體積比l:l混合製成的混酸。其酸度衹是無水硫酸的100倍,目前,在世界市場上已有商品出售,超強酸在化學和化學工業上,極有應用價值,它既是無機及有機的質子化試劑,又是活性極高的催化劑。過去很多在普通環境下極難實現或根本無法實現的化學反應在超強酸環境中。卻能異常順利地完成。
在很長的一段時間內,人們認為王水就是酸中之王,是最強的酸了,因為即使是黃金,遇到王水也會像“泥牛入海”一樣很快變的無影無蹤。
直到有一天奧萊教授和他的學生偶然發現了一種奇特的溶液,它能溶解不溶於王水的高級烷烴蠟燭,人們纔知道其實王水並不是最強的酸,還有比它強的酸,這就是魔酸,又叫超強酸。
從成分上看,超強酸是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。它們的酸性強的令人難以置信,比如氟硫酸和五氟化銻按1 :0.3(摩爾比)混合時,它的酸性是濃硫酸的 1億倍;按1 :1混合時,它的酸性是濃硫酸的10億倍。所以王水在它們面前衹能是“小巫見大巫”。
由於超強酸的酸性和腐蝕性強的出奇,所以過去一些極難或根本無法實現的化學反應,在超強酸的條件下便能順利進行。比如正丁烷,在超強酸的作用下,可以發生碳氫鍵的斷裂,生成氫氣,也可以發生碳碳鍵的斷裂,生成甲烷,還可以發生異構化生成異丁烷,這些都是普通酸做不到的。
超強酸可以使碳正離子活性降低,使其反應可受人工控製,對工業生産有重要作用.
可以預料,隨着這些具有超常酸性和腐蝕性超強酸的相繼問世,化學和化學工業將會迅速走進新時代。
附:常見的超酸:
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 |