존재하는 가장 강력한 초강산은 무엇입니까?

산은 위험하면서도 매우 유용합니다. 그들은 우리가 음식을 녹이고, 제품을 만들고, 청소하는 데 도움을 줍니다. 그들은 거의 모든 것을 제공합니다. 그러나 우리 몸을 포함하여 매우 짧은 시간에 거의 모든 물체를 녹일 수 있는 매우 강한 산이 있습니다. 세계에서 가장 강력한 산은 플루오로안티몬산이므로 완전한 초강산 중 하나입니다. 초강산은 너무 강해서 일반적인 pH 또는 pKA 척도에서도 측정되지 않습니다. 다음으로, 플루오로안티몬산과 그것이 어떻게 작용하는지에 대한 더 넓은 시야를 제공합니다.

초강산이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

초강산은 순수한 황산보다 산도가 높은 산입니다. 화학자들은 Hammett 산도 함수(H0) 또는 기타 특수 산도 함수를 사용하여 초강산의 강도를 설명합니다. 이는 pH 척도가 묽은 수용액에만 적용되기 때문입니다.

많은 초강산은 Brønsted 산과 Lewis 산을 혼합하여 형성됩니다. 루이스 산은 브뢴스테드 산의 해리에 의해 형성된 음이온을 결합하고 안정화시킵니다. 이 과정은 양성자 수용체를 배제하여 산을 양성자 기증자로 만듭니다.

초강산이 “네이키드” 또는 “비결합” 양성자를 갖는다는 말을 들을 수 있지만 이는 사실이 아닙니다. 산은 일반적으로 양성자를 받아들이지 않는 물질에 양성자를 제공하지만 처음에는 양성자가 산 분자에 부착되어 자유롭게 부유하지 않습니다. 그러나 이러한 양성자는 한 양성자 수용체에서 다음 양성자로 빠르게 이동합니다. 요점은 양성자가 산이 되기보다는 다른 물질 중 하나에 달라붙을 가능성이 더 높다는 것입니다. 이것은 양성자를 받아들일 때 초강산이 부족하기 때문입니다.

존재하는 가장 강한 산

존재하는 가장 강한 산은 플루오로안티몬산이라는 슈퍼산입니다. 동량의 불화수소(HF)와 오불화안티몬(HSbF ⁶ )을 혼합하여 가장 강력한 플루오로안티몬산을 만들지만 이 초산을 생성하는 다른 혼합물도 있습니다. HF + SbF ₅ → H ⁺ SbF ₆ ^– .

다른 연구자들은 플루오로안티몬산(HSbF₆)이 100% 황산보다 수십억 배 더 산성일 수 있다고 결론지었습니다. 이 산도 많은 물질 중에서 유리를 녹이는 능력이 있습니다. 이 특정 산은 생화학, 휘발유 생산 및 합성 물질 제조를 위한 화학 반응에서 촉매로 사용됩니다.

플루오로안티몬산은 안티몬, 불소 및 수소로 구성됩니다. 수소 이온과 불소 사이의 약한 결합은 이 산이 매우 파괴적이고 극도로 산성인 이유입니다. 이것은 또한 플루오로안티몬산이 양성자를 잃자마자 원자에서 전자를 제거하기 시작한다는 것을 의미합니다.

이 산의 강도가 현저하여 보관이 어렵다. 유리병에 넣으려고 하면 병과 그것을 들고 있는 손이 모두 녹아버릴 것입니다. 산은 달라붙지 않는 팬에 사용하는 테플론 또는 폴리테트라플루오로에틸렌에만 저장할 수 있습니다. 이 물질은 탄소와 불소 사이의 유기 화학에서 가장 강한 단일 결합을 가지고 있습니다. 결과? 내성이 강한 화학 구조.

카르보란산

_{플루오란티몬산은 산의 혼합물에서 생성되지만 카르보란 H(CHB 11} Cl ₁₁ ) 산은 혼합물에 의해 형성되지 않습니다. 즉, 단일 산입니다. 탄소질 산 분자의 특성상 강도를 계산하기는 어렵지만 이러한 산의 Ho는 적어도 -18인 것으로 여겨집니다. 카르보란 산은 플루오로안티몬산만큼 강할 수 있습니다. 이들은 풀러렌(C ₆₀ )과 이산화탄소(CO ₂ )를 양성자화할 수 있는 유일한 산입니다. 강도에도 불구하고 카르보란산은 부식성이 없습니다. 그들은 피부를 태우지 않으며 일반 용기에 보관할 수 있습니다.

초강산 목록

초강산은 Hammett 활성도가 -11.9(H0 = -11.9)인 황산보다 산도가 높습니다. 따라서 초강산은 H0 < -12입니다. Henderson-Hasselbalch 방정식을 사용하면 12M 황산의 pH는 음수입니다. 이제 이 공식은 초산에 적용할 수 없지만 초산의 pH가 음수임을 확인할 수 있습니다. 목록은 다음과 같습니다.

• HCl. 염산.
• HNO3 . _{_} 질산.
• H2SO4 ._ _{_ _} _ 황산( 약산인 HSO4와 혼동하지 말 것) _.
• HBr . 브롬화 수소산.
• 안녕 . 요오드산.
• HClO ₄ . 과염소산.
• HClO3 . _{_} 염소산.

초강산의 용도

플루오로안티몬산처럼 독성이 강하고 부식성이 있는 강산을 사용하는 이유는 무엇입니까? 이러한 산은 일반 화학 실험실에서도 일상 생활에서 사용되지 않습니다. 이들은 양성자를 받아들이지 않는 화합물에 대해 유기 화학자와 엔지니어에 의해 독점적으로 사용됩니다. 물 이외의 용매에서도 작동하기 때문에 유용합니다.

초강산은 고옥탄 가솔린을 생산하고 플라스틱을 합성하는 데 사용되는 반응을 일으킵니다. 초강산의 다른 용도는 폭발성 물질, 에테르, 알켄 등의 생산에 사용됩니다.

출처

• 피크, H. (nd). 플루오로안티몬산 .
• 쉬운 화학. (2020). 플루오란티몬 산 .