Melyik a létező legerősebb szupersav?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

A savak veszélyesek és nagyon hasznosak is. Segítenek az élelmiszerek feloldásában, a termékek készítésében, a tisztításban; gyakorlatilag mindent kiszolgálnak. Vannak azonban olyan erős savak, amelyek szinte bármilyen tárgyat képesek feloldani nagyon rövid idő alatt, beleértve a testünket is. A világ legerősebb savja a fluor-antimonsav, ezért teljes mértékben a szupersavak közé tartozik. A szupersavak olyan erősek, hogy még a szokásos pH- vagy pKA-skálán sem mérik őket. Ezután egy tágabb képet adunk a fluor-antimonsavról és annak működéséről.

Mik azok a szupersavak és hogyan működnek?

A szupersav olyan sav, amelynek savassága nagyobb, mint a tiszta kénsavé. A kémikusok a szupersavak erősségét a Hammett savassági függvény (H0) vagy más speciális savassági függvények segítségével írják le. Ez azért van így, mert a pH-skála csak híg vizes oldatokra vonatkozik.

Sok szupersav keletkezik egy Brønsted-sav és egy Lewis-sav összekeverésével. A Lewis-sav megköti és stabilizálja a Brønsted-sav disszociációja során keletkező aniont. Ez a folyamat kizárja a proton akceptorokat, így a sav protondonorrá válik.

Lehet hallani, hogy a szupersavak „csupasz” vagy „kötetlen” protonokkal rendelkeznek, de ez nem igaz. A sav protonokat ad azoknak az anyagoknak, amelyek általában nem veszik fel azokat, de kezdetben a protonok a savmolekulákhoz kapcsolódnak, és nem úsznak szabadon. Ezek a protonok azonban gyorsan mozognak egyik proton akceptorból a másikba. A lényeg az, hogy a proton nagyobb valószínűséggel tapad valamelyik másik anyaghoz, mint hogy savvá váljon. Ennek az az oka, hogy a protonok befogadása során a szupersav elmarad.

A létező legerősebb sav

A létező legerősebb sav a szupersav, az úgynevezett fluor-antimonsav. A legerősebb fluor-antimonsavat hidrogén-fluorid (HF) és antimon-pentafluorid (HSbF 6 ) azonos mennyiségű összekeverésével állítjuk elő , de vannak más keverékek is, amelyek ezt a szupersavat termelik: HF + SbF 5 → H + SbF 6 .

Különböző kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a fluor-antimonsav (HSbF₆) több milliárdszor savasabb lehet, mint a 100%-os kénsav. Még ez a sav is képes feloldani sok anyag között az üveget. Ezt a savat katalizátorként használják kémiai reakciókban a biokémiában, a benzingyártásban és a szintetikus anyagok gyártásában.

A fluor-antimonsav antimonból, fluorból és hidrogénből áll. A hidrogénion és a fluor közötti gyenge kötés az oka annak, hogy ez a sav annyira pusztító és rendkívül savas. Ez azt is jelenti, hogy amint a fluor-antimonsav elveszít egy protont, elkezdi eltávolítani az elektronokat az atomokból.

Ennek a savnak az erőssége figyelemre méltó, ezért nehéz tárolni. Ha megpróbálnád beletenni egy üvegpalackba, az feloldja az üveget és a kezed is, amellyel tartod. A savat csak tapadásmentes serpenyőben használjuk: teflonban vagy politetrafluor-etilénben tárolhatjuk. Ennek az anyagnak van a legerősebb egyszeres kötése a szerves kémiában a szén és a fluor között. Az eredmény? rendkívül ellenálló kémiai szerkezet.

karborán savak

A fluorantimonsav savak keverékéből keletkezik, de a karborán H(CHB 11 Cl 11 ) savak nem keverékből jönnek létre, vagyis egyetlen sav. Bár a szénsavmolekulák természete megnehezíti erősségük kiszámítását, ezeknek a savaknak a Ho értéke legalább -18. A karboránsavak olyan erősek lehetnek, mint a fluor-antimonsav. Ezek az egyetlen savak, amelyek képesek a fullerén (C 60 ) és a szén-dioxid (CO 2 ) protonálására. Erősségük ellenére a karboránsavak nem korrozívak. Nem égetik meg a bőrt, és normál tartályokban tárolhatók.

A szupersavak listája

A szupersavak savassága magasabb, mint a kénsav, amelynek Hammett-aktivitása -11,9 (H0 = -11,9). Ezért a szupersavak H0 < -12. A Henderson-Hasselbalch egyenletet használva a 12 M kénsav pH-ja negatív. Noha ez a készítmény szupersavakra nem alkalmazható, meg lehet erősíteni, hogy a szupersavak pH-ja negatív. Ez a lista:

  • HCl. Sósav.
  • HNO 3 . Salétromsav.
  • H2SO4 _ _ _ _ Kénsav (nem tévesztendő össze a HSO 4- gyel , amely gyenge sav).
  • HBr . Hidrobromid.
  • Szia . jódsav.
  • HClO 4 . Perklórsav.
  • HClO 3 . Klórsav.

A szupersavak felhasználása

Miért használjunk ilyen erős savat, nemhogy egy olyan mérgezőt és maró hatást, mint a fluor-antimonsav? Ezeket a savakat a mindennapi életben nem használják, még egy normál kémiai laboratóriumban sem. Kizárólag szerves vegyészek és mérnökök használják olyan vegyületeknél, amelyek egyébként nem fogadnának protonokat. Azért is hasznosak, mert a vízen kívül más oldószerekben is működnek.

A szupersavak olyan reakciókat váltanak ki, amelyeket magas oktánszámú benzin előállítására és műanyagok szintetizálására használnak. A szupersavak egyéb felhasználási területei többek között robbanásveszélyes anyagok, éterek, alkének előállítása során.

Források

Carolina Posada Osorio (BEd)
Carolina Posada Osorio (BEd)
(Licenciada en Educación. Licenciada en Comunicación e Informática educativa) -COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

Artículos relacionados