Was ist die stärkste Supersäure der Welt?

Sie denken vielleicht, dass die Säure im fremden Blut im populären Film ziemlich weit hergeholt ist, aber die Wahrheit ist, dass es eine Säure gibt, die noch ätzender ist! Erfahren Sie mehr über die stärkste Supersäure des Wortes: Fluorantimonsäure. 

Stärkste Supersäure

Die stärkste Supersäure der Welt ist Fluorantimonsäure, HSbF₆. Es entsteht durch Mischen von Fluorwasserstoff (HF) und Antimonpentafluorid (SbF)₅). Verschiedene Gemische produzieren die Supersäure, aber das Mischen gleicher Verhältnisse der beiden Säuren erzeugt die stärkste Supersäure, die dem Menschen bekannt ist.

Eigenschaften von Fluorantimonsäure Supersäure

• Zersetzt sich schnell und explosionsartig bei Kontakt mit Wasser. Aufgrund dieser Eigenschaft kann Fluorantimonsäure nicht in wässriger Lösung verwendet werden. Es wird nur in einer Lösung von Flusssäure verwendet.
• Entwickelt hochgiftige Dämpfe. Wenn die Temperatur erhöht wird, zersetzt sich Fluorantimonsäure und erzeugt Fluorwasserstoffgas (Flusssäure)..
• Fluorantimonsäure ist 2 × 10¹⁹ (20 Trillionen) mal stärker als 100% Schwefelsäure. Fluorantimonsäure hat ein H₀ (Hammett-Säurefunktion) Wert von -31,3.
• Löst Glas und viele andere Materialien und protoniert fast alle organischen Verbindungen (wie alles in Ihrem Körper). Diese Säure wird in PTFE-Behältern (Polytetrafluorethylen) gelagert.

Was wird es verwendet?

Wenn es so giftig und gefährlich ist, warum sollte jemand Fluorantimonsäure haben wollen? Die Antwort liegt in seinen extremen Eigenschaften. Fluorantimonsäure wird in der Chemie und in der organischen Chemie verwendet, um organische Verbindungen unabhängig von ihrem Lösungsmittel zu protonieren. Zum Beispiel kann die Säure verwendet werden, um H zu entfernen₂ aus Isobutan und Methan aus Neopentan. Es wird als Katalysator für Alkylierungen und Acylierungen in der Petrochemie eingesetzt. Supersäuren werden im Allgemeinen zur Synthese und Charakterisierung von Carbokationen verwendet.

Reaktion zwischen Flusssäure und Antimonpentafluorid

Die Reaktion zwischen Fluorwasserstoff und Antimonpentrafluorid, die Fluorantimonsäure bildet, ist exotherm.

HF + SbF₅ → H⁺ SbF₆^-

Das Wasserstoffion (Proton) bindet über eine sehr schwache dipolare Bindung an das Fluor. Die schwache Bindung erklärt die extreme Acidität von Fluorantimonsäure, wodurch das Proton zwischen Anionenclustern springen kann.

Was macht Fluorantimonsäure zu einer Supersäure??

Eine Supersäure ist jede Säure, die stärker ist als reine Schwefelsäure, H₂SO₄. Stärker bedeutet, dass eine Supersäure mehr Protonen oder Wasserstoffionen in Wasser abgibt oder eine Hammet-Säurefunktion H hat₀ niedriger als -12. Die Hammet-Aciditätsfunktion für Fluorantimonsäure ist H₀ = -28.

Andere Supersäuren

Andere Supersäuren umfassen die Carboran-Supersäuren [z. B. H (CHB₁₁Cl₁₁)] und Fluorschwefelsäure (HFSO₃). Die Carboran-Supersäuren können als die stärkste Solosäure der Welt angesehen werden, da Fluorantimonsäure tatsächlich eine Mischung aus Fluorwasserstoffsäure und Antimonpentafluorid ist. Carborane hat einen pH-Wert von -18. Im Gegensatz zu Fluorschwefelsäure und Fluorantimonsäure sind die Carboransäuren so korrosionsfrei, dass sie mit bloßer Haut gehandhabt werden können. Teflon, die Antihaftbeschichtung, die häufig auf Kochgeschirr verwendet wird, kann Karborant enthalten. Die Carboransäuren sind auch relativ selten, so dass es unwahrscheinlich ist, dass ein Chemiestudent auf eine davon stößt.

Stärkste Supersäureschlüssel zum Mitnehmen

• Eine Supersäure hat einen höheren Säuregehalt als reine Schwefelsäure.
• Die stärkste Supersäure der Welt ist Fluorantimonsäure.
• Fluorantimonsäure ist eine Mischung aus Flusssäure und Antimonpentafluorid.
• Die Carbonan-Supersäuren sind die stärksten Solosäuren.

Quellen

• Halle NF, Conant JB (1927). "Eine Studie über Supersäurelösungen". Zeitschrift der American Chemical Society. 49 (12): 3062 & ndash; 70. doi: 10.1021 / ja01411a010
• Herlem, Michel (1977). "Sind Reaktionen in supersauren Medien auf Protonen oder stark oxidierende Spezies wie SO3 oder SbF5 zurückzuführen?". Reine und Angewandte Chemie. 49: 107 & ndash; 113. doi: 10.1351 / pac197749010107