Floroantimonik asit - Fluoroantimonic acid
|
|
|
|
|
|
| tanımlayıcılar | |
|---|---|
|
3B model ( JSmol )
|
|
| Kimyasal Örümcek | |
| ECHA Bilgi Kartı |
100.037.279 
|
| AT Numarası | |
|
PubChem Müşteri Kimliği
|
|
|
CompTox Panosu ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Özellikleri | |
| Görünüm | renksiz sıvı |
| Yoğunluk | 2.885 g / cc 3. |
| çözünürlük | SO 2 ClF , SO 2 |
| Tehlikeler | |
| Ana tehlikeler | Son derece aşındırıcı, Şiddetli hidroliz |
| GHS piktogramları |
   
|
| GHS Sinyal kelimesi | Tehlike |
| H300 , H310 , H314 , H330 , H411 | |
| P260 , P264 , P273 , P280 , P284 , P301+310 | |
| NFPA 704 (ateş elmas) | |
| Bağıntılı bileşikler | |
|
İlgili asitler
|
Antimon pentaflorür Hidrojen florür Sihirli asit |
|
Aksi belirtilmediği sürece, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|
 doğrulamak ( nedir ?)
  |
|
| Bilgi kutusu referansları | |
Floroantimonik asit , çeşitli katyonlar ve anyonlar içeren bir hidrojen florür ve antimon pentaflorür karışımıdır (en basit olanı H'dir.
2F+
ve Sb F-
6). Bu madde, bileşenlerinin oranına bağlı olarak %100 saf sülfürik asitten bir milyar kat daha güçlü olabilen bir süper asittir . Pentakoordinat karbokasyonları ( karbonyum iyonları ) sağlamak için hidrokarbonları bile protone ettiği gösterilmiştir . Floroantimonik asitle çalışırken çok dikkatli olunması gerekir. Son derece aşındırıcıdır, ancak PTFE (Teflon) ile kaplanmış kaplarda saklanabilir .
Kimyasal bileşim
Floroantimonik asit üretme reaksiyonu , dengede ana tür olarak floronyum iyonunun oluşumuyla sonuçlanır :
- SbF 5 + 2 HF ⇌ SbF-
6+ H 2 F +
Bununla birlikte, "floroantimonik asit"in türü karmaşıktır ve HF-çözülmüş protonların bir karışımından oluşur, [ (HF)
nH]+
( H gibi
3F+
2) ve SbF 5 - florür eklentileri ( Sb gibi
4F-
21). Böylece, formül " [H
2F]+
SBF-
6", gerçek bileşimin uygun fakat aşırı basitleştirilmiş bir yaklaşımıdır. Bununla birlikte, bu karışımın aşırı asiditesi, çözeltide bulunan türlerin son derece zayıf proton kabul etme yeteneğinden bellidir. Hidrojen florür, sulu çözeltide normalde olmayan zayıf bir asittir. , hiç bir kayda değer Bronsted bazikliğini sahip olduğu düşünülmektedir H için protonlanması, aslında karışım içinde güçlü Bronsted nokta 2 F + aynı şekilde su protone H olarak 3 O + sulu asit. Bunun bir sonucu olarak, asit genellikle " çıplak protonlar " içerdiği söylenir , ancak "serbest" protonlar aslında her zaman hidrojen florür moleküllerine bağlıdır. Floroantimonik asidin aşırı asitliğini açıklayan floronyum iyonudur. Protonlar, H'den hareket ederek çözelti boyunca kolayca göç eder. 2 F + ila HF, mevcut olduğunda, Grotthuss mekanizması ile .
İki ilgili ürünler HF-SbF kristalize edilmiştir 5 karışımları ve her ikisi de tek bir kristal X-ışını ile analiz edilmiştir kristalografisi . Bu tuzların formülleri [H
2F+
][Sb
2F-
11] ve [H
3F+
2][Sb
2F-
11] . Her iki tuzda da anyon Sb'dir.
2F-
11. Yukarıda belirtildiği gibi, SbF-
6zayıf baziktir; daha büyük anyon Sb
2F-
11 daha zayıf olması bekleniyor.
asitlik
Floroantimonik asit güçlü olduğu superacid onun ölçülen değerine göre Hammett asit fonksiyonu ( H 0 SBF HF farklı oranlar için tespit edilmiştir), 5 . Saf HF'nin H 0 değeri -15 iken, sadece % 1 mol SbF 5 eklenmesi onu -20 civarına düşürür. Bununla birlikte, bir numunesi daha fazla eklenmesinin 5 hızla ile azalan sonuçları H 0 ulaşan -21,% 10 mol en. Düşük ulaşılabilir olduğu gösterge gösterildiği gibi son derece zayıf bir bazın kullanılması , H 0 hatta> ile, 50 mol% 'si SbF 5 , yere -21 ve -23 arasındadır. Aşağıdaki lH 0 değerleri bu floroantimonik asit diğer superacids çok daha güçlüdür göstermektedir. Artan asitlik, H 0'ın daha küçük (bu durumda, daha negatif) değerleriyle gösterilir .
- Floroantimonik asit (−23 < H 0 < −21)
- Sihirli asit ( H 0 = -19.2)
- Karboran asit ( H 0 < -18)
- Florosülfürik asit ( H 0 = -15.1)
- Triflik asit ( H 0 = -14.9)
Yukarıdakilerden sadece, yüksek erime noktalarından dolayı H 0'ı doğrudan belirlenemeyen karboran asitler , floroantimonik asitten daha güçlü asitler olabilir.
Kaynaklar genellikle şaşırtmak lH 0 , kendi p ile floroantimonik asit değerini K a . H 0 değeri ölçer dökme protonlanması, özelliği, sıvı asit, ve bu değer, doğrudan belirlenir ya da karışımının çeşitli bileşimler için tahmin edilmiştir. P K bir diğer yandan, bir ayrı kimyasal türün proton ayrışmasına önlemler denge belirli bir çözücüde. Floroantimonik asit tek bir kimyasal türü olmadığı için, kendi p K bir değer, iyi tanımlanmamıştır.
Gaz fazı asit karışımı içinde mevcut olan tek tek türlerin (GPA) yoğunluk fonksiyonu teorisi yöntemler kullanılarak hesaplanmıştır. (Solüsyon-fazı p K bir örnek için bu türlerin s, ilke olarak, hesap çözünme enerjilerine alınarak tahmin edilebilir, ancak 2019 ve literatürde rapor edilmesi için görünmez), iyon çifti [E 2 F] + · SbF–
6254 kcal/mol'lük bir GPA'ya sahip olduğu tahmin edilmiştir. Karşılaştırma için, yaygın olarak karşılaşılan süperasit triflik asit , TfOH, 299 kcal/mol'lük bir GPA ile bu ölçüye göre büyük ölçüde daha zayıf bir asittir. Ancak, bazı karboran süperasitlerin GPA'ları [H 2 F] + · SbF'ninkinden daha düşüktür.–
6. Örneğin, H (CHB 11 Cı 11 ) 241 kcal / mol bir deneysel olarak belirlenen GPA sahiptir.
Reaksiyonlar
Floroantimonik asit, ısıtıldığında termal olarak ayrışır, serbest hidrojen florür gazı ve sıvı antimon pentaflorür üretir. 40 °C kadar düşük sıcaklıklarda, floroantimonik asit gaz fazına HF salacaktır. Antimon pentaflorür sıvısı, floroantimonik asitten ısıtılarak ve HF'nin gaz fazına bırakılmasıyla geri kazanılabilir.
Uygulamalar
Bu olağanüstü güçlü asit, neredeyse tüm organik bileşikleri protonlar ve genellikle dehidrojenasyona veya dehidrasyona neden olur. 1967 yılında, Bickel ve Hogeveen 2HF · SbF gösterdi 5 H kaldırır 2 den izobütan arasından ve metan neopentan formu karbenyum iyonları:
- (CH 3 ) 3 CH + H + → (CH 3 ) 3 C + + H 2
- (CH 3 ) 4 C + H + → (CH 3 ) 3 C + + CH 4
Ayrıca tetraksenon altın bileşiklerinin üretiminde de kullanılır .
Bir şekilde floroantimonik asit ile uyumlu malzemeler solventin dahil SO 2 CLF ve kükürt dioksit ; bazı kloroflorokarbonlar da kullanılmıştır. HF / SBF için konteynerler 5 yapılır PTFE .
Emniyet
HF/SbF 5 , neme karşı hassas olan son derece aşındırıcı ve toksik bir maddedir. Çoğu güçlü asitte olduğu gibi, floroantimonik asit, ekzotermik hidrasyon nedeniyle su ile şiddetli reaksiyona girebilir . Floroantimonik asidin ısıtılması, toksik flor gazına ayrıştığı için de tehlikelidir . Ana tutma yöntemi, temas üzerine cam çözüleceğinden bir PTFE kap içinde depolamayı içerir . Floroantimonik asit, insan hücrelerinde bulunan suyla şiddetli bir şekilde reaksiyona girerken maruz kalan eti kemiğe kadar yiyebileceğinden, bu aşındırıcı maddeyi tutarken veya yakınına giderken her zaman güvenlik ekipmanı giyilmelidir.