Superkiselina

Šablon:Kiseline i baze Superkiseline su one kiseline čija je kiselost veća nego kiselost 100%-ne sumporne kiseline,^[1] koja ima Hammettovu funkciju kiselosti (H₀) –12. Komercijalno dostupne superkiseline uključuju trifluorometansulfonsku kiselinu (CF₃SO₃H), koja je poznata i pod imenom triflična kiselina, i fluorosulfonska kiselina (FSO₃H), pri čemu su obje oko hiljadu puta jače od sumporne.^[2]

Najjače superkiseline se pripremaju kombinacijom dvije komponente, jakom Lewisovom i jakom Brønstedovom kiselinom. Najjača poznata superkiselina je fluoroantimonska kiselina.

Historija

Termin superkiselina prvi je upotrijebio James Bryant Conant ,1927. („na božićnoj zabavi“) za opis kiselina koje su bile jače od uobičajenih neorganskih kiselina. George A. Olah je pripremio takozvanu magičnu kiselinu koja je tako imenovana zbog svoje sposobnosti da napada ugljovodonike, miješanjem antimon-petafluorida (SbF₅ i fluorosulfonske kiseline. Ime je dobijeno nakon što je svijeća bila stavljena u uzorak magične kiseline. Svijeća se rastvorila što je pokazalo sposobnost kiseline da protonizira ugljikovodike, koji se ne protonizuju pod dejstvom uobičajenih kiselina.

Pokazano je da se, na 140 °C, FSO₃H–SbF₅ pretvara u metan u tercijarni butil-karbokation a ta reakcija započinje protoniziranjem metana:^[3]

CH₄ + H⁺ → CH₅⁺

CH₅⁺ → CH₃⁺ + H₂

CH₃⁺ + 3 CH₄ → (CH₃)₃C⁺ + 3H₂

Najsnažnije kiseline

Najjači sistem superkiseline je fluoroantimonska kiselina, koja se dobija kombinacijom fluorovodonične kiseline i SbF₅. U ovom sistemu, HF otpušta svoj proton (H⁺) tako što se ion F⁻ veže za antimon-pentafluorid. Rezultujući anion SbF₆⁻ je ujedno slabi nukleofil i slaba baza. Nakon toga proton ostaje sam, što izaziva veliku kiselosti sistema. Fluoroantimonska kiselina je 2×10¹⁹ jača of 100%-ne sumporne kiseline.

Primjena

Najčešća primjena superkiselina je obezbjeđivanje okruženja za dobijanje i održavanje organskih kationa koji su korisni kao intermedijari u raznim organskim reakcijama, kao što su one za pravljenje plastike ili benzina sa visokim oktanskim brojem.

Reference

^ Hall NF, Conant JB (1927). "A Study of Superacid Solutions". Journal of the American Chemical Society. 49 (12): 3062–70. doi:10.1021/ja01411a010.
^ Himmel D, Goll SK, Leito I, Krossing I (2010). "A Unified pH Scale for All Phases". Angew. Chem. Int. Ed. 49 (38): 6885–6888. doi:10.1002/anie.201000252.
^ George A. Olah; Schlosberg RH (1968). "Chemistry in Super Acids. I. Hydrogen Exchange and Polycondensation of Methane and Alkanes in FSO₃H–SbF₅ ("Magic Acid") Solution. Protonation of Alkanes and the Intermediacy of CH₅⁺ and Related Hydrocarbon Ions. The High Chemical Reactivity of "Paraffins" in Ionic Solution Reactions". Journal of the American Chemical Society. 90 (10): 2726–7. doi:10.1021/ja01012a066.

Također pogledajte

Kiselina

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Superkiselina

[Conant-1] Hall NF, Conant JB (1927). "A Study of Superacid Solutions". Journal of the American Chemical Society. 49 (12): 3062–70. doi:10.1021/ja01411a010.

[Krossing-2] Himmel D, Goll SK, Leito I, Krossing I (2010). "A Unified pH Scale for All Phases". Angew. Chem. Int. Ed. 49 (38): 6885–6888. doi:10.1002/anie.201000252.

[3] George A. Olah; Schlosberg RH (1968). "Chemistry in Super Acids. I. Hydrogen Exchange and Polycondensation of Methane and Alkanes in FSO₃H–SbF₅ ("Magic Acid") Solution. Protonation of Alkanes and the Intermediacy of CH₅⁺ and Related Hydrocarbon Ions. The High Chemical Reactivity of "Paraffins" in Ionic Solution Reactions". Journal of the American Chemical Society. 90 (10): 2726–7. doi:10.1021/ja01012a066.

[1]

[2]

[3]