superacid ที่แรงที่สุดที่มีอยู่คืออะไร?

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


กรดมีทั้งอันตรายและมีประโยชน์มาก ช่วยเราในการละลายอาหาร ทำผลิตภัณฑ์ ทำความสะอาด; พวกเขาให้บริการเกือบทุกอย่าง อย่างไรก็ตาม มีกรดที่แรงมากจนสามารถละลายวัตถุเกือบทุกชนิดในเวลาอันสั้น รวมถึงร่างกายของเราด้วย กรดที่ทรงพลังที่สุดในโลกคือกรดฟลูออโรแอนติโมนิก ดังนั้นจึงเป็นหนึ่งในกรดซูเปอร์แอซิดโดยสมบูรณ์ กรดยิ่งยวดนั้นรุนแรงมากจนวัดค่า pH หรือ pKA ตามปกติไม่ได้ด้วยซ้ำ ต่อไป เราจะให้คุณเห็นภาพที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับกรดฟลูออโรแอนติโมนิกและวิธีการทำงาน

กรดซุปเปอร์คืออะไรและทำงานอย่างไร?

superacid คือกรดที่มีความเป็นกรดสูงกว่ากรดกำมะถันบริสุทธิ์ นักเคมีอธิบายความแรงของกรดยิ่งยวดโดยใช้ฟังก์ชันความเป็นกรดของแฮมเมตต์ (H0) หรือฟังก์ชันความเป็นกรดพิเศษอื่นๆ ที่เป็นเช่นนี้เพราะค่า pH ใช้กับสารละลายที่เป็นน้ำเจือจางเท่านั้น

กรดซูเปอร์แอซิดหลายชนิดเกิดจากการผสมกรดเบรินสเตดกับกรดลิวอิส กรดลิวอิสจับและทำให้ไอออนเสถียรซึ่งเกิดจากการแตกตัวของกรดเบรินสเตด กระบวนการนี้ไม่รวมตัวรับโปรตอน ทำให้กรดกลายเป็นผู้บริจาคโปรตอน

คุณอาจได้ยินว่าซุปเปอร์แอซิดมีโปรตอน “เปลือย” หรือ “หลุด” แต่ไม่เป็นความจริง กรดให้โปรตอนแก่สารที่ปกติไม่ยอมรับโปรตอน แต่เริ่มแรกโปรตอนจะจับกับโมเลกุลของกรดและไม่ลอยอย่างอิสระ อย่างไรก็ตามโปรตอนเหล่านี้เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจากตัวรับโปรตอนหนึ่งไปยังอีกตัว ประเด็นคือโปรตอนมีแนวโน้มที่จะเกาะกับสารอื่นมากกว่าที่จะกลายเป็นกรด นี่เป็นเพราะเมื่อพูดถึงการรับโปรตอน superacid จะสั้นลง

กรดที่แรงที่สุดที่มีอยู่

กรดที่แรงที่สุดที่มีอยู่คือกรดซูเปอร์แอซิดที่เรียกว่ากรดฟลูออโรแอนติโมนิก เราทำกรดฟลูออโรแอนติโมนิกที่มีศักยภาพมากที่สุดโดยการผสมไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (HF) และแอนติโมนีเพนตะฟลูออไรด์ (HSbF 6 ) ใน ปริมาณ เท่าๆ กัน แต่ยังมีสารผสมอื่นๆ ที่ผลิตกรดซุปเปอร์แอซิดนี้ด้วย: HF + SbF 5 → H + SbF 6

นักวิจัยหลายคนสรุปว่ากรดฟลูออโรแอนติโมนิก (HSbF₆) อาจเป็นกรดมากกว่ากรดซัลฟิวริก 100% หลายพันล้านเท่า แม้แต่กรดนี้ก็ยังมีความสามารถในการละลายแก้วได้ท่ามกลางสารหลายชนิด กรดชนิดนี้ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมีสำหรับชีวเคมี การผลิตน้ำมันเบนซิน และการผลิตวัสดุสังเคราะห์

กรดฟลูออโรแอนติโมนิกประกอบด้วยพลวง ฟลูออรีน และไฮโดรเจน พันธะที่อ่อนแอระหว่างไฮโดรเจนไอออนและฟลูออรีนเป็นสาเหตุที่ทำให้กรดนี้ทำลายล้างได้และมีสภาพเป็นกรดสูงมาก นอกจากนี้ยังหมายความว่า ทันทีที่กรดฟลูออโรแอนติโมนิกสูญเสียโปรตอน กรดจะเริ่มดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอม

ความแรงของกรดนี้น่าทึ่งมาก ดังนั้นจึงยากต่อการเก็บรักษา หากคุณพยายามใส่มันลงในขวดแก้ว มันจะละลายทั้งขวดและมือที่คุณจับมัน กรดสามารถเก็บไว้ในสิ่งที่เราใช้ในกระทะที่เคลือบสารกันติดเท่านั้น: เทฟลอนหรือโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน วัสดุนี้มีพันธะเดี่ยวที่แข็งแกร่งที่สุดในเคมีอินทรีย์ระหว่างคาร์บอนและฟลูออรีน ผลลัพธ์? โครงสร้างทางเคมีที่มีความทนทานสูง

กรดคาร์บอเรน

กรดฟลูออรันติโมนิกเป็นผลมาจากส่วนผสมของกรด แต่ กรด คาร์บอเรน H(CHB 11 Cl 11 ) ไม่ได้เกิดจากส่วนผสม กล่าวคือ กรดเหล่านี้เป็นกรดเดี่ยว แม้ว่าธรรมชาติของโมเลกุลของกรดคาร์บอนาเซียสจะทำให้ยากต่อการคำนวณความแข็งแรง แต่เชื่อกันว่า Ho ของกรดเหล่านี้มีค่าอย่างน้อย -18 กรดคาร์โบรานสามารถแรงพอๆ กับกรดฟลูออโรแอนติโมนิก เป็นกรดชนิดเดียวที่สามารถโปรตอนฟูลเลอรีน (C 60 ) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) แม้จะมีความแข็งแรง แต่กรดคาร์บอเรนก็ไม่กัดกร่อน ไม่ทำให้ผิวไหม้และสามารถเก็บไว้ในภาชนะธรรมดาได้

รายชื่อซุปเปอร์แอซิด

กรดซูเปอร์แอซิดมีความเป็นกรดสูงกว่ากรดซัลฟิวริก ซึ่งมีค่ากิจกรรมของแฮมเมตต์เท่ากับ -11.9 (H0 = -11.9) ดังนั้น superacids จึงมี H0 < -12 การใช้สมการ Henderson-Hasselbalch ค่า pH ของกรดกำมะถัน 12M มีค่าเป็นลบ แม้ว่าสูตรนี้จะใช้ไม่ได้กับกรดซูเปอร์แอซิด แต่ก็เป็นไปได้ที่จะยืนยันได้ว่าค่า pH ของกรดซูเปอร์แอซิดเป็นลบ นี่คือรายการ:

  • เอชซีแอล กรดไฮโดรคลอริก.
  • เอชเอ็นโอ3 . กรดไนตริก.
  • H2SO4 . _ _ _ กรดซัลฟิวริก (อย่าสับสนกับ HSO 4ซึ่งเป็นกรดอ่อน)
  • เอชบีอาร์ กรดไฮโดรโบรมิก
  • สวัสดี _ กรดไอโอดิก
  • HClO 4 . กรดเปอร์คลอริก
  • HClO 3 . กรดคลอริก

การใช้กรดซุปเปอร์

เหตุใดจึงใช้กรดแก่เช่นนี้ นับประสาอะไรกับกรดที่เป็นพิษและมีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างกรดฟลูออโรแอนติโมนิก กรดเหล่านี้ไม่ได้ใช้ในชีวิตประจำวัน แม้แต่ในห้องปฏิบัติการทางเคมีทั่วไป พวกมันถูกใช้โดยนักเคมีอินทรีย์และวิศวกรโดยเฉพาะกับสารประกอบที่ไม่ยอมรับโปรตอน นอกจากนี้ยังมีประโยชน์เนื่องจากทำงานในตัวทำละลายอื่นที่ไม่ใช่น้ำ

กรดซูเปอร์แอซิดทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซินออกเทนสูงและสังเคราะห์พลาสติก การใช้ superacids อื่น ๆ เกิดขึ้นในการผลิตสารที่ระเบิดได้, อีเทอร์, อัลคีนและอื่น ๆ

แหล่งที่มา

-โฆษณา-

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

Artículos relacionados