氟硫酸有什么性质?
氟硫酸(FSO3H)一种含氟的强酸。我们可以把它看作硫酸与氢氟酸的酐(anhydride)。氟硫酸的迅速水解就产生H2SO4与HF。这超强酸也用在分支烷与芳香化合物的烷基化反应,又能催化单烯的聚合,制造有用的高分子。
氟硫酸与五氟化锑的等比混合物,称为「魔法酸」(magic acid),强度达H0~-23。这是1994年诺贝尔化学得主奥拉(G. A. Olah)教授在凯斯西储大学时,研究碳阳离子的稳定化所开拓的试剂。这麼强的酸离子化所得的共轭碱是没有任何亲核性的,故产生的碳阳离子不会被中和(如本身很不稳定,则只会重排生成较稳定的结构,但仍会是碳阳离子)。魔法酸的发现很戏剧化:1966年耶诞节过后,奥拉教授的一位研究生不知是贪玩或无意,把庆节的蜡烛取一小块丢进他配好的强酸中,使他吃惊的是蜡块竟然溶解了。好奇心驱使这学生拿了溶液去测定核磁共振光谱(NMR),又发现只有叔丁基(CH)3C的讯号。
氟磺酸可由 HF 与三氧化硫反应制得。
SO3 + HF → FSO3H
除此之外,用 KHF2 或 CaF2 与发烟硫酸在 250°C 反应,一旦产生HF,便以惰性气体清除,FSO3H 可在玻璃设备中分馏出来。[2]
呈无色或微黄色。仅存在于溶液中。易溶于水,在100℃分解。是一种氧化能力很强的强酸。将溶液减压蒸发可达50.6%的浓度。
制法:由溴酸钡溶液与硫酸作用后,再经蒸馏吸收于水,即可制得。或溴水中通入氯气制得。
溴酸浓度在超过50.6%时迅速分解并爆炸,产生呛人的气体,主要成分是溴蒸气与氧气:
4HBrO3=2Br2+5O2+2H2O
溴酸的氧化能力强于氯酸,居已知卤酸之首.
高溴酸
高溴酸是强酸,成艳红色,在溶液中比较稳定,蒸馏时可以达到浓度83%,是强氧化剂,是高卤酸中最不稳定的。它容易分解生成溴酸和氧气,溴酸浓度在超过50.6%时迅速分解并爆炸,产生呛人的气体。
高氯酸
强酸。强氧化剂,强腐蚀性与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。在室温下分解,加热则爆炸。无水物与水起猛烈作用而放热。具有强氧化作用和腐蚀性。
氯磺酸
HSO3Cl,强酸,强氧化剂。遇水猛烈分解, 产生大量的热和浓烟, 甚至爆炸。在潮湿空气中与金属接触,能腐蚀金属并放出氢气,容易燃烧爆炸。与易燃物(如苯)和可燃物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。具有强腐蚀性。
氟硫酸(FSO3H)一种含氟的强酸。三氟甲磺酸(CF3SO3H)和氟硫酸(FSO3H),它们的酸性都是硫酸的上千倍。
过二硫酸,又称过硫酸,二元强酸,白色晶体。熔点60℃(分解)。易吸湿。在室温慢慢地分解,放出氧气。酸及其盐的水溶液全是强氧化剂,
按氧化性大小排
HBrO4≈H5IO6>HClO4
HBrO3>HClO3>HIO3
H2SeO4≈H6TeO6>H2SO4
HNO3>H3AsO4>H3PO4
以下是介绍:
强酸碱溶液的Ph值分别趋向于0和14,但如果将该值作为标准来形容“强酸”是远远
不够的。魔酸(Magic acid)是最早发现的超强酸,称它有魔法是因为它能够分解蜡烛中的蜡。魔酸是一种路易斯酸五氟化锑(SbF5)和一种质子酸氟硫酸(FSO3H)的混合物。目前已知最强的超强酸是氟锑酸(en:Fluoroantimonic acid),一种氢氟酸(HF)与五氟化锑(SbF5)的混合物。强酸之中最强者是5价氟化锑溶解量为80%的氢氟酸。该种酸性溶液的酸性尚未测定,但即使稍弱的溶解量为50%的溶液酸度也比浓硫酸溶液强1018倍。超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氢氟酸和五氟化铅按1 :0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的 1亿倍;按1 :1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。
酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强106~1010倍的酸。魔(HSO3F-SbF5)是已知最强的超酸,许多物质(如H2SO4)在魔酸中可获得质子(即质子化)。
在很长的一段时间内,人们认为王水就是酸中之王,是最强的酸了,因为即使是黄金,遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。
直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液,人们才知道其实王水并不是最强的酸,还有比它强的酸,这就是超酸,又叫超强酸,超酸是指酸性比普通无机酸强10^6~10^10倍的酸。它的发现非常有戏剧性:1966年圣诞前,奥莱教授的学生偶然将一支圣诞蜡烛放入到他们配置的混合酸液中,竟然惊奇的发现蜡烛溶解了,然后立即做出了酸性等一系列相关测试,发现蜡烛居然已经分解,溶液中没有任何蜡烛成分,这如同将铁丢入酸中产生了氢气和酸化铁一般的化学反应,因此也发现了它们的酸性强的令人难以置信。
从成分上看,超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氢氟酸和五氟化锑的混合等, 这些混合酸的均是比硫酸、盐酸;硝酸酸性强几百万倍,甚至几十亿倍的超强酸。
下面就以氢氟酸(HF)和五氟化锑(SbF5)的混合酸为实例,介绍一下超强酸。
氢氟酸(HF)和五氟化锑(sbF5)的混合酸也就是人们说的魔酸(magic acid)或魔术酸 ,魔酸(HSO3F-SbF5)是目前世界上已知最强的超酸,许多物质(如H2SO4)在魔酸中可获得质子(即质子化)。当它们按1 :0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的 1亿倍;按1: 1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍,而以0.2:1的摩尔比混合时酸度更能达到100%纯硫酸的10^9倍以上, 随着SbF5的比例增加酸度还能增强 。它能轻易溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。所以王水在它们面前只能是“小巫见大巫”。
魔酸目前在市场上也可以购买,但是它只是五氟化锑和氢氟酸按体积比1:1(注意:不是按照摩尔比)混合制成的混酸,其酸度只是无水硫酸的100倍,它的盛放只用聚四氟乙烯制的容器盛放,因为即使是玻璃也会被它溶解。
目前,超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。而由于超强酸的酸性和腐蚀性强的出奇,所以过去一些极难或根本无法实现的化学反应,在超强酸的条件下便能顺利进行。比如正丁烷,在超强酸的作用下,可以发生碳氢键的断裂,生成氢气,也可以发生碳碳键的断裂,生成甲烷,还可以发生异构化生成异丁烷,这些都是普通酸做不到的。
可以预料,随着这些具有超常酸性和腐蚀性超强酸的相继问世,化学和化学工业将会迅速走进新时代
简单的超强酸包括三氟甲磺酸(CF3SO3H)和氟硫酸(FSO3H),它们的酸性都是硫酸的上千倍。在更多的情况下,超强酸不是单一纯净物而是几种化合物的混合物。
超强酸这一术语由詹姆斯·布莱恩特·科南特(en:James Bryant Conant)于1927年提出,用于表示比通常的无机酸更强的酸。乔治·安德鲁·欧拉因其在碳正离子和超强酸方面的研究获得1994年诺贝尔化学奖。
魔酸(Magic acid)是最早发现的超强酸,称它有魔法是因为它能够分解蜡烛中的蜡。魔酸是一种路易斯酸五氟化锑(SbF5)和一种质子酸氟硫酸(FSO3H)的混合物。目前已知最强的超强酸是氟锑酸(en:Fluoroantimonic acid),一种氢氟酸(HF)与五氟化锑(SbF5)的混合物。其中,氢氟酸提供质子(H+)和共轭碱氟离子(F�6�1),氟离子通过强配位键与亲氟的五氟化锑生成具有八面体稳定结构的六氟化锑阴离子(SbF6�6�1),而该离子是一种非常弱的亲核试剂和非常弱的碱。于是质子就成为了“自由质子”,从而导致整合体系具有极强的酸性。氟锑酸的酸性通常是纯硫酸的2×10^19倍。
ps: 对了,补充一下,百科上没写的,到现在为止发现的超强酸都含氟,但是至于为什么含氟才能成为超强酸,学术界没有定论.另外国内有些中学化学课外读物上面会说魔酸就是氟锑酸或者是氟硫酸,这种说法错误的.从百科上引用的资料可以看到氟硫酸不含碳.不过我查过,有的资料上说氟硫酸也算作有机物,不知道为什么. 所以也可以说所有的超强酸都是有机酸并且含氟.超强酸大部分是无机酸,少部分是有机酸.
魔酸目前在市场上也可以购买,但是它只是五氟化锑和氢氟酸按体积比1:1(注意:不是按照摩尔比)混合制成的混酸,其酸度只是无水硫酸的100倍,它的盛放只用聚四氟乙烯制的容器盛放,因为即使是玻璃也会被它溶解。
,和硫酸相比,在结构上的F取代了硫酸分子上的一个羟基,
若从稀酸比较,几乎所有的强酸,的酸度,几乎一样,其原因在于水的拉平效应。但纯酸来讲,它提供质子的能力远大于高氯酸,在稀的睡溶液,它已经水解成硫酸和氢氟酸,酸性大小决定于硫酸,按相同物质的量浓度计算,就是假设其一级电离和高氯酸一样,但二级电离按1%计算,其提供氢离子的量也是不可忽略的,若按中和碱的能力,则应该是高氯酸的三倍了。
C
重铬酸(H2Cr2O7)
重磷酸(H4P2O7)
次碘酸(HIO)
次氯酸(HClO)
次溴酸(HBrO)
次磷酸(H3PO2)
次硫酸(H2SO2)
超氧酸(HO2)
D
碘酸(HIO3)
碲酸(H2TeO4)
F
氟硼酸(HBF4)
氟硅酸(H2SiF6)
氟锑酸(HSbF6)
氟磷酸(HPF6)
氟硫酸(HSO3F)
氟铂酸(HPtF6)
氟氧酸(HOF)
钒酸(HVO3)
G
高氯酸(HClO4)
高锰酸(HMnO4)
高铁酸(H2FeO4)
高碘酸(HIO4·2H2O)
高溴酸(HBrO3)
高氙酸(H4XeO6)
铬酸(H2CrO4)
硅酸(H2SiO3)
钴酸(HCoO2)
过氧一硫酸(H2SO5)
过二硫酸(H2S2O8)
过二碳酸(H2C2O6)
过硼酸(HBO3)
过碳酸(H2CO4)
过氧酸(双氧水H2O2)
J
焦磷酸(H4P2O7)
焦硫酸(H2S2O7)
焦亚硫酸(H2S2O5)
L
连四硫酸(H2S4O6)
连二亚硫酸(H2S2O4)
磷酸(H3PO4)
磷钼酸(P2O5·24MoO3·3H2O)
硫代硫酸(H2S2O3)
硫酸(H2SO4)
硫氰酸(HSCN)
氯酸(HClO3)
氯金酸(HAuCl4)
氯铂酸(H2PtCl6)
氯磺酸(HSO3Cl)
铝酸(氢氧化铝H3AlO3)
M
锰酸(H2MnO4)
钼酸(H2MoO4)
N
镍酸(HNiO2)
P
硼酸(H3BO3)
偏硼酸(HBO2)
偏磷酸(HPO3)
偏亚砷酸(HAsO2)
偏铝酸(HAlO2)
Q
铅酸(H2PbO3)
氰酸(HCNO)
氢碘酸(HI)
氢叠氮酸(HN3)
氢碲酸(H2Te)
氢氟酸(HF)
氢硫酸(H2S)
氢氯酸[HCl]
氢氰酸(HCN)
氢溴酸(HBr)
S
砷酸(H3AsO4)
三硅酸(H4Si3O8)
四硼酸(H2B4O7)
四羟基合铝酸[HAl(OH)4]
四羟基合铜酸[H2Cu(OH)4]
T
钛酸(H2TiO4)
碳酸(H2CO3)
铁酸(HFeO2)
W
钨酸(H2WO4)
X
硝酸(HNO3)
硒酸(H2SeO4)
锡酸(H2SnO3)
锌酸(H2ZnO2)
溴酸(HBrO3)
氙酸(H2XeO4)
Y
亚碲酸(H2TeO3)
亚硫酸(H2SO3)
亚磷酸(H3PO3)
亚氯酸(HClO2)
盐酸(HCl)
亚铬酸(HCrO2)
亚铅酸(H2PbO2)
亚砷酸(H3AsO3)
亚硝酸(HNO2)
亚硒酸(H2SeO3)
亚锡酸(H2SnO2)
铀酸(H2UO4)
原硅酸(H4SiO4)
原磷酸(H5PO5)
原硫酸(H6SO6)
原碳酸(H4CO4)
有机酸类 (Organic acids)是分子结构中含有羧基(一COOH)的化合物。在中草药的叶、根、特别是果实中广泛分布,如乌梅、五味子,覆盆子等。常见的植物中的有机酸有脂肪族的一元、二元、多元羧酸如酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸(即维生素C)等,亦有芳香族有机酸如苯甲酸、水杨酸、咖啡酸(Caffelc acid)等。除少数以游离状态存在外,一般都与钾、钠、钙等结合成盐,有些与生物碱类结合成盐。脂肪酸多与甘油结合成酯或与高级醇结合成蜡。有的有机酸是挥发油与树脂的组成成分。
酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强10^6~10^10倍的酸。魔酸(HSO3F-SbF5)是已知最强的超酸,许多物质(如H2SO4)在魔酸中可获得质子(即质子化)。
SbF5和HF以0.2:1的摩尔比混合时酸度以达到100%硫酸的10^9倍以上,随着SbF5的比例增加酸度还能增强。
魔酸,应当称魔术酸(magic acid)比较合适,用聚四氟乙烯制的容器盛放,一般讲超强酸是指比100%的硫酸氧化性性更强的酸。
目前,超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。而由于超强酸的酸性和腐蚀性强的出奇,所以过去一些极难或根本无法实现的化学反应,在超强酸的条件下便能顺利进行。比如正丁烷,在超强酸的作用下,可以发生碳氢键的断裂,生成氢气,也可以发生碳碳键的断裂,生成甲烷,还可以发生异构化生成异丁烷,这些都是普通酸做不到的。
可以预料,随着这些具有超常酸性和腐蚀性超强酸的相继问世,化学和化学工业将会迅速走进新时代