魔酸（HSO3F－SbF5）为什么这么酸,是因为它氢离子多吗?

魔酸（HSO3F－SbF5）为什么这么酸,是因为它氢离子多吗?
魔酸（HSO3F－SbF5）为什么这么酸,是因为它氢离子多吗?

魔酸（HSO3F－SbF5）为什么这么酸,是因为它氢离子多吗?
所谓酸性是指给出质子的能力,酸碱反应是质子的传递过程.酸溶于溶剂的过程,往往也是酸碱反应.如酸溶于水,中学认为是物理过程（虽然化学键遭到破坏）,但它实际也是酸碱反应,是酸中质子向水分子传递的过程.水分子作为碱接受质子后形成水合氢离子,因此水合氢离子浓度表征水溶液的酸性.在一定范围内,酸性越强,给出质子能力越强,就能够有更多比例的酸分子将质子传递给水分子,从而使水合氢离子浓度越大.如同浓度的苯酚,醋酸,氢氟酸,盐酸,随着酸性增强,给出质子的能力增强,电离度越来越大,就是有更多的酸分子将质子传递给水分子,溶液中水合氢离子浓度就越大.进一步增强酸性,给出质子的能力更强,但是盐酸已经将所有质子都给出了水分子,因此比盐酸更强的酸同样将100%的质子给水分子.这样,在水溶液中,强酸的酸性将无法区别,这就是拉平效应.中学课本上没有的,一般学竞赛或者大学学的.但是它可以帮助我们理解一些课本以及教辅上的一些元素化合物知识.由元素周期律可知,HClO4酸性强于H2SO4,但它们不都是强酸100%电离吗?有什么强弱之分呢?中学酸碱定义无法给出解释.如果我们用质子酸碱理论,这个问题其实就是拉平效应.
魔酸酸性特别强,不是因为氢离子多,而是因为给出质子能力特别强.二者有联系,但不等同.在特定的溶剂中,给出质子能力越强,电离度越大,溶液酸性越强.达到100%后,给出质子能力再强,氢离子也不会再多了.把1mol魔酸和1molHCl都通入一定水中,氢离子浓度一样.但是你可以想象魔酸通入水中,你可能挂彩.
魔酸酸性为什么强?分子结构使然.它是HSO3F中的F原子孤对电子配位给SbF5中Sb原子空轨道上.SbF5是强路易斯酸,接受孤对电子能力很强,这使F原子电子密度大幅下降,S原子电子密度也随之大幅下降,质子带正电,受到负电子的吸引制约大幅削弱,非常容易脱离,即给出质子能力特别强,酸性特别强.
魔酸酸性太强了,可使某些有机物变成碳正离子,一般用聚四氟乙烯乘装,你手一接触,你手就变成碳正离子而报废了.

魔酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氟硫酸和五氟化锑按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...

全部展开

魔酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氟硫酸和五氟化锑按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。

收起