存在する最強の超強酸は何ですか?

酸は危険であり、非常に便利です。食べ物を溶かしたり、製品を作ったり、きれいにしたりするのに役立ちます。彼らは実質的にすべてを提供します。しかし、非常に強い酸があり、私たちの体を含め、ほとんどすべての物体を非常に短時間で溶かすことができます. 世界で最も強力な酸はフルオロアンチモン酸であるため、完全に超酸の 1 つです。超酸は非常に強力なため、通常の pH や pKA スケールでは測定できません。次に、フルオロアンチモン酸のより広い視野とその働きについて説明します。

超酸とは何ですか？

超酸は、純粋な硫酸よりも酸性度が高い酸です。化学者は、ハメット酸度関数 (H0) またはその他の特殊な酸度関数を使用して、超酸の強さを記述します。これは、pH スケールが希釈水溶液にのみ適用されるためです。

多くの超強酸は、ブレンステッド酸とルイス酸を混合することによって形成されます。ルイス酸は、ブレンステッド酸の解離によって形成された陰イオンに結合して安定化します。このプロセスはプロトン受容体を排除し、酸をプロトン供与体にします。

超酸には「裸の」または「結合していない」陽子があると聞くかもしれませんが、これは真実ではありません. 酸は、通常は陽子を受け入れない物質に陽子を提供しますが、最初は陽子が酸分子に結合し、自由に浮遊しません。ただし、これらの陽子は、ある陽子受容体から次の陽子受容体に急速に移動します。ポイントは、プロトンは酸になるよりも他の物質の1つに付着する可能性が高いということです. これは、陽子を受け入れるということになると、超酸が不足するためです。

存在する最強の酸

存在する最強の酸は、フルオロアンチモン酸と呼ばれる超酸です。等量のフッ化水素 (HF) と五フッ化アンチモン (HSbF ⁶ ) を混合することにより、最も強力なフルオロアンチモン酸を生成しますが、この超酸を生成する他の混合物もあります: HF + SbF ₅ → H ⁺ SbF ₆ ^– .

さまざまな研究者が、フルオロアンチモン酸 (HSbF6) は 100% 硫酸の数十億倍の酸である可能性があると結論付けています。この酸にも数ある物質の中でもガラスを溶かす力があります。この特定の酸は、生化学、ガソリン生産、および合成物質の製造のための化学反応の触媒として使用されます。

フルオロアンチモン酸は、アンチモン、フッ素、および水素で構成されています。水素イオンとフッ素の間の弱い結合が、この酸が非常に破壊的で極端に酸性である理由です。これは、フルオロアンチモン酸がプロトンを失うとすぐに、原子から電子を取り除き始めることも意味します。

この酸の強さは際立っているので、保存が難しい。ガラス瓶に入れようとすると、瓶も持っている手も溶けてしまいます。酸は、テフロンまたはポリテトラフルオロエチレンのノンスティックパンで使用するものにのみ保存できます. この材料は、炭素とフッ素の間の有機化学で最も強い単結合を持っています。結果？耐性の高い化学構造。

カルボラン酸

_{フルオロアンチモン酸は酸の混合物から生成されますが、カルボラン H(CHB 11} Cl ₁₁ )酸は混合物では形成されません。つまり、それらは単一の酸です。炭酸水素分子の性質上、その強度を計算することは困難ですが、これらの酸の Ho は少なくとも -18 であると考えられています。カルボラン酸は、フルオロアンチモン酸と同じくらい強力です。_{それらは、フラーレン (C 60} ) と二酸化炭素 (CO ₂ )をプロトン化できる唯一の酸です。その強さにもかかわらず、カルボラン酸は腐食性ではありません。それらは皮膚をやけどせず、通常の容器に保管できます。

超酸のリスト

超酸は、ハメット活性が -11.9 (H0 = -11.9) の硫酸よりも高い酸性度を持っています。したがって、超酸の H0 < -12 があります。Henderson-Hasselbalch 式を使用すると、12M 硫酸の pH は負です。現在、この定式化は超酸には適用できませんが、超酸の pH が負であることを確認することは可能です。これはリストです：

• 塩酸。塩酸。
• ＨＮＯ_３．硝酸。
• H2SO4 . _{_} _ _{_} 硫酸 (弱酸であるHSO _{4と混同しないでください)。}
• HBr . 臭化水素酸。
• こんにちは。ヨウ素酸。
• ＨＣｌＯ_４．過塩素酸。
• ＨＣｌＯ_３．塩素酸。

超酸の使用

フルオロアンチモン酸のような有毒で腐食性の酸は言うまでもなく、なぜこのような強酸を使用するのでしょうか? これらの酸は日常生活では使用されず、通常の化学実験室でも使用されません。それらは、他の方法ではプロトンを受け入れない化合物に対して、有機化学者とエンジニアによってのみ使用されます。また、水以外の溶媒でも機能するので便利です。

超酸は、オクタン価の高いガソリンの生成やプラスチックの合成に使用される反応を引き起こします。超酸の他の用途は、爆発性物質、エーテル、アルケンなどの製造で行われます。

ソース

• ピーク、H. (nd)。フルオロアンチモン酸。
• 簡単な化学。（2020）。フルオロアンチモン酸。