Сверхкислоты
Сверхкислоты — жидкости, которые значительно более мощны (в 10⁶-10¹⁰ раз) по сравнению с общепризнанными сильными кислотами (такими как серная кислота H₂SO₄ азотная кислота HNO₃ и хлороводородная кислота HCl).
Общая информация[править]
К сверхкислотам относятся, например, фторсульфоновая кислота HSO₃F, полисерные кислоты, такие как дисерная H₂S₂O₇ и трисерная H₂S₃O₁₀, а также гексафтороантимонат водорода HSbF₆. Также сюда относятся растворы сверхкислот Льюиса («жёстких кислот») в соответствующей кислоте Брёнстеда, например раствор пентафторида мышьяка AsF₅ во фтороводороде HF или фторсульфоновая кислота.
Простые суперкислоты включают в себя трифторметансульфокислоту (CF₃SO₃H), хлорную, хлорсульфоновую, пентафторэтансульфоновую, фторсульфоновую (FSO₃H) кислоты. В многих случаях суперкислота представляет собой не одно соединение, а смесь соединений, комбинированных для достижения высокой кислотности.
История[править]
Термин «суперкислоты», введённый Джеймсом Конантом в 1927 году в англоязычной литературе, стал классификацией для обозначения более сильных кислот, чем обычные минеральные кислоты. Джордж Ола в 1994 году был удостоен Нобелевской премии за свои исследования суперкислот и их применение в прямом наблюдении карбокатионов[1].
Определение по функции Гаммета Н₀[править]
Более формально, сверхкислоты представляют собой вещества или смеси веществ, у которых значение кислотности, измеряемой по функции Гаммета Н₀, более отрицательно, чем у 100%-ной H₂SO₄ (−11,94). Например, для гексафтороантимоната водорода HSbF₆, образующегося при взаимодействии SbF₅ с HF и являющейся одной из самых сильных сверхкислот, Н₀ равно −28, для олеума значение Н₀ равно −14,96; для фторсульфоновой кислоты HSO₃F, получаемой при взаимодействии SO₃ с HF, Н₀ равно −15. Для смеси HSO₃F и SbF₅ с одинаковыми молярными долями, значение Н₀ составляет −19,4, и эта смесь часто называется «магической кислотой», поскольку она способна растворять высшие парафины.