Vad är världens starkaste supersyra?

Du kanske tror att syran i det främmande blodet i den populära filmen är ganska långtgående, men sanningen är att det finns en syra som är ännu mer frätande! Lär dig om ordets starkaste supersyra: fluoroantimonsyra. 

Starkaste Supersyra

Världens starkaste supersyra är fluoroantimonsyra, HSbF₆. Den bildas genom blandning av vätefluorid (HF) och antimonpentafluorid (SbF)₅). Olika blandningar producerar supersyran, men blandning av lika stora förhållanden mellan de två syrorna ger den starkaste supersyran som man känner till.

Egenskaper hos fluoroantimonic Acid Superacid

• Snabbt och explosivt sönderdelas vid kontakt med vatten. På grund av denna egenskap kan fluoroantimonsyra inte användas i vattenlösning. Det används endast i en lösning av fluorvätesyra.
• Utvecklar mycket giftiga ångor. När temperaturen höjs, sönderdelas fluorantimonsyra och alstrar vätefluoridgas (vätskefluorsyra).
• Fluoroantimonsyra är 2 × 10¹⁹ (20 kvintillioner) gånger starkare än 100% svavelsyra. Fluoroantimonsyra har en H₀ (Hammett acidity function) -värdet av -31,3.
• Löser upp glas och många andra material och protonerar nästan alla organiska föreningar (t.ex. allt i kroppen). Denna syra lagras i PTFE-behållare (polytetrafluoroetylen).

Vad används det till?

Om det är så giftigt och farligt, varför skulle någon vilja ha fluorantimonsyra? Svaret ligger i dess extrema egenskaper. Fluoroantimonsyra används inom kemiteknik och organisk kemi för att protonera organiska föreningar, oavsett lösningsmedel. Exempelvis kan syran användas för att avlägsna H₂ från isobutan och metan från neopentan. Det används som katalysator för alkyleringar och acyleringar i petrokemi. Supersyror används i allmänhet för att syntetisera och karakterisera kolhydrater.

Reaktion mellan hydrofluoric acid och antimon Pentafluoride

Reaktionen mellan vätefluorid och antimonpentrafluorid som bildar fluoroantimonsyra är exoterm.

HF + SbF₅ → H⁺ SbF₆^-

Vätjonjonen (proton) fäster vid fluor via en mycket svag dipolär bindning. Den svaga bindningen står för den extrema surheten hos fluoroantimonsyra, vilket gör att protonen kan hoppa mellan anjonkluster.

Vad gör fluorantimonsyra till en supersyra?

En supersyra är vilken syra som är starkare än ren svavelsyra, H₂SÅ₄. Med starkare betyder det att en supersyra donerar fler protoner eller vätejoner i vatten eller har en Hammet-surhetsfunktion H₀ lägre än -12. Hammets surhetsfunktion för fluorantimonsyra är H₀ = -28.

Andra supersyror

Andra supersyror inkluderar karboran-supersyror [t.ex. H (CHB₁₁cl₁₁)] och fluorsulfurinsyra (HFSO₃). Karboran-supersyror kan betraktas som världens starkaste solosyra, eftersom fluoroantimonsyra faktiskt är en blandning av fluorvätesyra och antimon-pentafluorid. Karboran har ett pH-värde av -18. Till skillnad från fluor-svavelsyra och fluoroantimonsyra är karboransyrorna så icke korrosiva att de kan hanteras med bar hud. Teflon, den non-stick beläggning som ofta finns på köksredskap, kan innehålla carborante. Karboransyrorna är också relativt ovanliga, så det är osannolikt att en kemistudent skulle stöta på en av dem.

Starkaste Superacid Key Takeaways

• En supersyra har en surhetsgrad som är större än ren svavelsyra.
• Världens starkaste supersyra är fluoroantimonsyra.
• Fluoroantimonsyra är en blandning av fluorvätesyra och antimon-pentafluorid.
• Karbonan-supersyrorna är de starkaste solosyrorna.

källor

• Hall NF, Conant JB (1927). "En studie av Superacid Solutions". Journal of the American Chemical Society. 49 (12): 3062 & ndash, 70. doi: 10.1021 / ja01411a010
• Herlem, Michel (1977). "Är reaktioner i supersyra media beroende på protoner eller på kraftfulla oxiderande arter som SO3 eller SbF5?". Ren och tillämpad kemi. 49: 107-113. doi: 10,1351 / pac197749010107