Fluoroantimonska kiselina
Fluoroantimonska kiselina (HSbF6) je smjesa fluorovodika i antimonova pentafluorida u različitim omjerima.[1] Omjer 1:1 stvara najjaču poznatu superkiselinu koja dokazano protonira i ugljikovodike stvarajući karbokatione i H2.[2]
Reakcija fluorovodika (HF) i SbF5 je egzotermna. HF, kao Lewisova baza, napada molekule SbF5 kako bi stvorio adukt. U molekuli HSbF6, anion je koordiniran prema vodiku iako se smatra nekoordiniranim, budući da su oba vrlo slabi nukleofili i vrlo slabe baze. Unatoč protonuvu atributu "slobodan", on je u stvari uvijek vezan za fluor vrlo slabom kovalentnom vezom, slično vodikovu kationu. [3] Međutim, jačina te veze potječe od ekstremne kiselosti sustava. Fluoroantimonska kiselina je 2×1019 (20 kvintilijuna) puta jača od 100% sumporne kiseline.[4] Kiseli proton lako preskače različite skupine aniona, primjerice Grothussovim mehanizmom. Ova kiselina je bezbojna tekućina.
Sadržaj |
Struktura[uredi]
Dva su povezana produkta bila kristalizirana iz HF-SbF5 smjese, i oba su analizirana rendgenskom kristalografijom. Formule tih soli su: [H2F+][Sb2F11−] I [H3F2+][Sb2F11−]. U obje soli anion je Sb2F11−.[5] Kao što je spomenuto gore, SbF6− je kategoriziran kao slaba baza; veći monoanion Sb2F11− pretpostavlja se kao još slabiji.
Usporedba s drugim kiselinama[uredi]
Sljedeće vrijednosti [nedostaje izvor] osnivaju se na Hammettovoj funkciji kiselosti. Kiselost je iskazana velikim negativnim vrijednostima H0.
- fluoroantimonska kiselina (1990.) (H0 Value = −31.3)
- čarobna kiselina (1974.) (H0 Value = −19.2)
- karboranska superkiselina (1969.) (H0 Value = −18.0)
- fluorosumporna kiselina (1944.) (H0 Value = −15.1)
- trifluorometansulfonska kiselina (1940.) (H0 Value = −14.9)
Primjene[uredi]
Ova izvanredno jaka kiselina protonira gotovo sve organske spojeve. 1967. Bickel i Hogeveen pokazali su da će HF-SbF5 ukloniti H2 iz izobutana i metan iz neopentana:[6][7]
- (CH3)3CH + H+ → (CH3)3C+ + H2
- (CH3)4C + H+ → (CH3)3C+ + CH4
Sigurnost[uredi]
HF-SbF5 munjevito i eksplozivno disocira u vodi. Teoretski reagira s gotovo svim poznatim otapalima.[1] Otapala koja su dokazano kompatibilna sa HF-SbF5 jesu SO2ClF, akvatizirani sumporov dioksid i klorofluorougljici. Spremnici za HF-SbF5 napravljeni su od PTFE-a.
Referencije[uredi]
- ↑ 1,0 1,1 Olah, G. A. (2001). Paquette, L. Hydrogen Fluoride–Antimony(V) Fluoride, New York: J. Wiley & Sons.
- ↑ Olah, G. A. (2001.). A Life of Magic Chemistry: Autobiographical Reflections of a Nobel Prize Winner, str. 100–101, John Wiley and Sons. ISBN 0-471-15743-0
- ↑ Klein, M. L. (October 25, 2000). Getting the Jump on Superacids (pdf). Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). pristupljeno 2012-04-15
- ↑ Olah, G. A. (2005). "Crossing Conventional Boundaries in Half a Century of Research". Journal of Organic Chemistry 70 (7): 2413–2429.
- ↑ Mootz, D.; Bartmann, K. (1988). "The Fluoronium Ions H2F+ and H3F2+: Characterization by Crystal Structure Analysis". Angewandte Chemie, International Edition 27 (3): 391–392.
- ↑ Bickel, A. F.; Gaasbeek, C. J.; Hogeveen, H.; Oelderik, J. M.; Platteeuw, J. C. (1967). "Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: reversible reaction between aliphatic carbonium ions and hydrogen". Chemical Communications 1967 (13): 634–635.
- ↑ Hogeveen, H.; Bickel, A. F. (1967). "Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: electrophilic substitution at alkane-carbon by protons". Chemical Communications 1967 (13): 635–636.
