众所周知,硫酸的酸性已经十分可怕了,它能够溶解掉绝大多数东西。但还有一类物质被称之为,超强酸。超强酸是指比纯硫酸更强的酸。而在超强酸中,人类现已发现的最强酸就是氟锑酸。那么这种酸到底有多酸呢?如此酸的物质,人类又是如何发现的?并且对于人类而言,这样酸的物质,又有什么作用呢?今天就带大家一起认识氟锑酸。
先让我们从氟锑酸的物理性质来看。氟锑酸又称六氟锑酸盐,是一种配合物。密度在2.立方厘米每克。从直观而看,其外表是无色透明的,并且带有一些黏稠特性的液体,像透明的油滴。
氟锑酸在化学方面的表达式为HFSbF5,是一种超强酸性物质。这是因为,它是由氢氟酸和五氟化锑以1:1的比例配合反应而成。据实验表明,氟锑酸能够分解,碳氢化合物,从而生成碳正离子和氢气。当五氟化锑与氢氟酸,相互发生作用,会产生十分强烈的反应,并且释放热量。在此过程中,氢氟酸会释放氢质子,而负离子则会与五氟化锑,共同形成具有8面体型结构的六氟化锑。在其结构中的氢离子,能够进行自由运动,而且不受任何束缚,由此以来氟替酸就能够具有最强的酸性。有实验数据表明,氟锑酸能够分解碳氢化合物,从而生成碳正离子和氢气。那么它的酸性到底有多强呢?
为了让我们更加全面的了解氟锑酸到底有多强的酸性。我们需要引入一个衡量酸性的指标。在化学当中,有一种叫做哈米特酸度函数的度量,这一函数是专门用于衡量高浓度酸的酸性指标的。尤其适用于超出pH值范围的情况,比如众多超强酸的酸度就不太好用pH值来衡量。经过简单的比较就能发现纯度为%的硫酸,其哈米特酸度值仅为11.93。而氟锑酸的哈米特酸度值在28。这意味着氟锑酸的超强酸性比纯硫酸要强2×倍,也就是纯硫酸的两千亿亿倍。
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在化学和化学工业的领域中,氟锑酸作为无机溶剂,它既可以作为无机和有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。这表明了过去在一般条件下存在一些难以实现的化学实验,在这种超强酸的环境下就可以轻易完成了。比如氟锑酸溶液对甲基环戊烷的羰基合成。或者使某些很难质子化的物质,如高氯酸的质子化,目的是进一步制备含有-ClO3基团的有机物。
氟锑酸还最常用在使高级烷烃质子化,催化烷烃裂解的实验中。所以在一般情况下,氟锑酸是十分难以被利用的。在通常情况下,氟锑酸若与水接触则会发生剧烈的反应甚至爆炸。若人不小心吸入蒸汽或者皮肤接触到,就会遭受难以治愈的伤害。但终究一物降一物,用于盛放氟锑酸的材料特氟龙就并不会被腐蚀。为了免受伤害,普通人在没有专业人员指导的前提下,最好不要轻易接触氟锑酸。