Vilken är den starkaste supersyran som finns?

Syror är både farliga och mycket användbara. De hjälper oss att lösa upp mat, att tillverka produkter, att städa; de serverar praktiskt taget allt. Det finns dock syror så starka att de skulle kunna lösa upp nästan vilket föremål som helst på mycket kort tid, inklusive vår kropp. Den mest kraftfulla syran i världen är fluorantimonsyra, och därför är den helt och hållet en av supersyrorna. Supersyror är så starka att de inte ens mäts på de vanliga pH- eller pKA-skalorna. Därefter ger vi dig en bredare syn på fluorantimonsyra och hur det fungerar.

Vad är supersyror och hur fungerar de?

En supersyra är en syra som har en surhet som är högre än för ren svavelsyra. Kemister beskriver styrkan hos supersyror med Hammetts surhetsfunktion (H0) eller andra speciella surhetsfunktioner. Detta beror på att pH-skalan endast gäller för utspädda vattenlösningar.

Många supersyror bildas genom att blanda en Brønsted-syra och en Lewis-syra. Lewis-syran binder och stabiliserar den anjon som bildas genom dissociationen av Brønsted-syran. Denna process utesluter protonacceptorer, vilket gör syran till en protondonator.

Du kanske hör att supersyror har ”nakna” eller ”obundna” protoner, men det är inte sant. Syran ger protoner till ämnen som normalt inte accepterar dem, men till en början är protonerna fästa vid syramolekylerna och flyter inte fritt. Dessa protoner rör sig dock snabbt från en protonacceptor till nästa. Poängen är att en proton är mer benägen att fastna på något av de andra ämnena än att bli en syra. Detta beror på att supersyran kommer till korta när det gäller att ta emot protoner.

Den starkaste syran som finns

Den starkaste syran som finns är supersyran som kallas fluorantimonsyra. Vi gör den mest potenta fluorantimonsyran genom att blanda lika mängder vätefluorid (HF) och antimonpentafluorid (HSbF ⁶ ), men det finns andra blandningar som också producerar denna supersyra: HF + SbF ₅ → H ⁺ SbF ₆ ^– .

Olika forskare har kommit fram till att fluorantimonsyra (HSbF6) kan vara miljarder gånger surare än 100 % svavelsyra. Även denna syra har förmågan att, bland en mängd ämnen, lösa upp glas. Denna speciella syra används som en katalysator i kemiska reaktioner för biokemi, bensinproduktion och tillverkning av syntetiska material.

Fluoroantimonsyra är sammansatt av antimon, fluor och väte. Den svaga bindningen mellan vätejonen och fluor är anledningen till att denna syra är så destruktiv och extremt sur. Detta innebär också att så fort fluorantimonsyran förlorar en proton, börjar den ta bort elektroner från atomerna.

Styrkan hos denna syra är anmärkningsvärd, så den är svår att lagra. Om du försökte lägga den i en glasflaska skulle den lösa upp både flaskan och handen du håller den med. Syra kan endast lagras i det vi använder i non-stick pannor: Teflon eller polytetrafluoreten. Detta material har den starkaste enkelbindningen i organisk kemi mellan kol och fluor. Resultatet? en mycket resistent kemisk struktur.

karbonsyror

_{Fluorantimonsyra härrör från en blandning av syror, men karboran H(CHB 11} Cl ₁₁ ) syror bildas inte av blandningar, det vill säga de är en enda syra. Även om naturen hos kolsyramolekyler gör det svårt att beräkna deras styrka, tros Ho för dessa syror vara minst -18. Karboransyror kan vara lika starka som fluorantimonsyra. De är de enda syrorna som kan protonera fulleren (C ₆₀ ) och koldioxid (CO ₂ ). Trots sin styrka är karboansyrorna inte frätande. De bränner inte huden och kan förvaras i vanliga behållare.

Lista över supersyror

Supersyror har en högre surhet än svavelsyra, som har en Hammett-aktivitet på -11,9 (H0 = -11,9). Därför har supersyror en H0 < -12. Med Henderson-Hasselbalchs ekvation är pH för 12M svavelsyra negativt. Nu, även om denna formulering inte är tillämpbar på supersyror, är det möjligt att bekräfta att pH för supersyror är negativt. Detta är listan:

• HCl. Saltsyra.
• HNO ₃ . Salpetersyra.
• H2SO4 . _{_} _ _{_} Svavelsyra (Ej att förväxla med HSO ₄ som är en svag syra).
• HBr . Bromvätesyra.
• HEJ . jodsyra.
• HClO4 . _{_} Perklorsyra.
• HClO3 . _{_} Klorsyra.

Användning av supersyror

Varför använda en så stark syra, än mindre en så giftig och frätande som fluorantimonsyra? Dessa syror används inte i vardagen, inte ens i ett vanligt kemiskt laboratorium. De används uteslutande av organiska kemister och ingenjörer på föreningar som annars inte skulle acceptera protoner. De är också användbara eftersom de fungerar i andra lösningsmedel än vatten.

Supersyror orsakar reaktioner som används för att producera högoktanig bensin och för att syntetisera plast. Övriga användningar av supersyror sker vid framställning av explosiva ämnen, etrar, alkener med flera.

Källor

• Peak, H. (nd). Fluoroantimonsyra .
• lätt kemi. (2020). Fluorantimonsyra . _