氟銻(ti)酸或(huo)稱六(liu)氟銻(ti)酸、六(liu)氟合(he)(he)銻(ti)酸,化(hua)學式為HSbF6,是氫(qing)(qing)氟酸和電子酸五氟化(hua)銻(ti)反應后(hou)的產(chan)物.以一(yi)比一(yi)的比例(li)混合(he)(he)時(shi)成為已知最強的超強酸,實驗證明能分(fen)解碳(tan)(tan)氫(qing)(qing)化(hua)合(he)(he)物,產(chan)生碳(tan)(tan)正(zheng)離子以及氫(qing)(qing)氣。
氫氟酸(HF)和五氟化銻(SbF5)互相反應強烈放熱.HF會釋放質子H+,然后氟離子F-會與SbF5形成八面體型的SbF6-陰離子。SbF6-是非配位陰離子,親核性和堿性都很弱.于是質子實際上是“裸露”在溶液中,使得混合物體系呈現超強的酸性,比純硫酸要強2×1019倍。該酸必須用特氟龍(聚四氟乙烯)材(cai)料裝盛(sheng)。
用X射線晶體學研(yan)究兩份(fen)HF-SbF5反應形成的(de)結晶,發現化學式分(fen)別為[H2F][Sb2F11]和(he)[H3F2][Sb2F11],都含有(you)Sb2F11作陰離子。據估計(ji),Sb2F11離子的(de)堿性比SbF6還要弱,因此(ci)更(geng)加穩定。
以(yi)(yi)下的資(zi)料是以(yi)(yi)哈(ha)米特酸度函(han)數作(zuo)為(wei)依據(ju),酸度以(yi)(yi)大負數H0值表示(shi):
氟銻酸【1:1】(1990)(H0值= -28)
魔酸【1:1】(1974)H0值= -25)
碳硼(peng)烷酸(2004)(H0值= -18.0)
氟硫酸(1944)(H0值=-15.6)
三氟甲磺酸(1940)(H0值=-14.6)
高氯酸(H0值=-13)
純(chun)硫酸(H0值=-11.93)
注(zhu):碳(tan)硼烷酸是單(dan)一分子酸中酸性(xing)最強(qiang)的(de)酸,而非(fei)酸性(xing)最強(qiang)的(de)酸。
六(liu)氟銻酸是超(chao)強酸體系,而非化(hua)合物(wu)。
氟銻(ti)酸使其幾乎可以質子(zi)化所有的有機化合物.它與(yu)異丁烷和新戊烷反(fan)應(ying)會生(sheng)成相應(ying)的碳(tan)正離子(zi):
(CH3)3CH + H+→ (CH)3C3 + H2;
(CH3)4C + H+→ (CH3)3C + CH4
1、使某些很難質(zhi)子化的(de)物(wu)質(zhi)(如(ru)高氯酸)質(zhi)子化,進一步(bu)制(zhi)備含有-ClO3基團的(de)有機物(wu):
HClO4 + H+ ==== [H2ClO4]+
[H2ClO4]+ +H+ ====[ClO3]++ [H3O]+
C6H6 + [ClO3]+ ==== [C6H6ClO3]+
[C6H6ClO3]+ - H+ ====C6H5ClO3
2、使高(gao)級烷(wan)烴質子(zi)化,催化烷(wan)烴裂(lie)解:
(CH3)3CH + H → (CH3)3C + H2;
(CH3)4C + H → (CH3)3C + CH4
3、含有羥(qian)基(ji)的有機物(如醇(chun)、酚、羧酸等)質子化,進一步脫羥(qian)基(ji)化。
R-OH + 2H = R+(碳正(zheng)離子) + [H3O]+
4、強氧(yang)(yang)化(hua)劑:Sb(Ⅵ)氟化(hua)物例如SbF6具(ju)有很強的(de)氧(yang)(yang)化(hua)性,能夠氧(yang)(yang)化(hua)多種金(jin)屬及還原劑。
5,配位性:Au+HSbF6 Au3++Sb3++HF
要注意(yi)的是(shi)(shi),氟(fu)銻酸是(shi)(shi)無水(shui)體系,當氟(fu)銻酸與大量水(shui)混合(he)時發(fa)生強烈(lie)反(fan)應(ying),氫(qing)離子(質子)被中和生成水(shui)合(he)氫(qing)離子,不再具有(you)超酸性(xing)。
反應方(fang)程式:H++H2O=H3O+
氟(fu)銻酸會與水(shui)發生強烈(lie)甚至爆炸,若(ruo)溶劑為水(shui),則與其他酸的強度(du)無(wu)法區(qu)分。 盛(sheng)氟(fu)銻酸的容(rong)器必須用特(te)氟(fu)龍(即聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi))的材料盛(sheng)裝,其他塑料會被嚴重腐蝕。
性狀:
1、沸(fei)點:無(注意,混合(he)物(wu)無固(gu)定沸(fei)點)
2、熔(rong)點(dian):無(注意,混合物無固定熔(rong)點(dian))
3、氟銻(ti)酸中均不含水(shui),SbF5為(wei)溶劑,H2SbF7及(ji)HF是溶質。故氟銻(ti)酸均為(wei)無(wu)色油狀液體。
4、氧化(hua)性(xing):因為其中(zhong)含有五價銻,所(suo)以氧化(hua)性(xing)非常強。