Acid fluorosulfuric

Hợp chất vô cơ

Acid fluorosulfuric là một acid vô cơcông thức hóa họcHSO3F. Nó là một trong những acid mạnh nhất có trên thị trường. Nó là một phân tử có dạng tứ diện và giống với acid sulfuric, nhưng một trong các nhóm hydroxyl được thay thế bằng một nguyên tử fluor. Nó là một chất lỏng không màu, mặc dù các mẫu thương mại thường có màu vàng[2].

Acid fluorosulfuric
Fluorosulfuric-acid-2D.png
Fluorosulfuric-acid-3D-vdW.png
Danh pháp IUPACSulfurofluoridic acid
Tên khácFluorosulfonic acid,
Fluorosulphonic acid,
Fluorinesulfonic acid,
Fluorinesulphonic acid,
Fluoridosulfonic acid,
Fluoridosulphonic acid,
Sulfuric fluorohydrin,
Epoxysulfonyl fluoride
Nhận dạng
Số CAS7789-21-1
PubChem24603
Số EINECS232-149-4
MeSHFluorosulfonic+acid
Số RTECSLP0715000
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
ChemSpider23005
Thuộc tính
Công thức phân tửHSO3F
Bề ngoàichất lỏng không màu
Khối lượng riêng1,726 g cm−3
Điểm nóng chảy −87,5 °C; 185,7 K; −125,4 °F
Điểm sôi 165,4 °C; 438,5 K; 329,6 °F
Độ axit (pKa)-10
Base liên hợpFluorosulfat
Cấu trúc
Tọa độBốn phương tại S
Hình dạng phân tửTứ diện tại S
Các nguy hiểm
Ký hiệu GHSThe exclamation-mark pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)Biểu tượng ăn mòn trong Hệ thống Điều hòa Toàn cầu về Phân loại và Dán nhãn Hóa chất (GHS)
Báo hiệu GHSDanger
Chỉ dẫn nguy hiểm GHSH314, H332[1]
Chỉ dẫn phòng ngừa GHSP280, P305+P351+P338, P310[1]
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☑Y kiểm chứng (cái gì ☑YKhôngN ?)

Tính chất hóa họcSửa đổi

Acid fluorosulfuric là một chất lỏng không màu, chảy tự do. Nó có thể hòa tan trong các dung môi hữu cơ phân cực (ví dụ: nitrobenzen, acid aceticethyl acetat), nhưng kém hòa tan trong các dung môi không phân cực như alkan. Về tính acid mạnh của nó, nó hòa tan hầu hết các hợp chất hữu cơ, thậm chí là nó hấp thụ các proton yếu[3]. HSO3F thủy phân chậm thành hydro fluoride (HF) và acid sulfuric. Acid triflic (CF3SO3H) vẫn giữ được tính acid mạnh như HSO3F nhưng bền hơn về mặt thủy phân. Quá trình tự ion hóa của acid fluorosulfuric xảy ra:

2HSO3F ⇌ [H2SO3F]+ + [SO3F]      K = 4.0 × 10−8 (ở 298 K)

Điều chếSửa đổi

Acid fluorosulfuric được điều chế bằng cách cho HF phản ứng với lưu huỳnh trioxide[2]:

SO3 + HF → HSO3F

Ngoài ra, KHF2 hoặc CaF2 có thể phản ứng với oleum ở 250°C. Sau khi loại bỏ HF bằng cách sục khí trơ, HSO3F có thể được chưng cất trong bình hoặc lọ thủy tinh.[4]

Siêu acidSửa đổi

HSO3F là một trong những acid Brønsted đơn giản mạnh nhất được biết đến, mặc dù acid gốc carboran vẫn mạnh hơn[5]. Nó có giá trị H0 là −15,1 so với −12 của acid sulfuric. Sự kết hợp giữa HSO3F và acid Lewisantimon pentafluoride tạo ra acid magic, là một chất proton hóa mạnh hơn nhiều. Tất cả các acid này đều thuộc loại siêu acid, loại acid mạnh hơn acid sulfuric 100%.

Các ứng dụngSửa đổi

HSO3F rất hữu ích để tái tạo lại hỗn hợp HF và H2SO4, dùng để khắc pha lê.

HSO3F đồng phân hóa alkan và alkyl hóa hydrocarbon với alken[6], mặc dù không rõ liệu các ứng dụng đó có tầm quan trọng về mặt thương mại hay không. Nó cũng có thể được sử dụng như một chất fluor hóa trong phòng thí nghiệm[4].

An toànSửa đổi

Acid fluorosulfuric được coi là chất có độc tính cao và có tính ăn mòn cực kỳ cao. Nó thủy phân và giải phóng khí hydro fluoride (HF) rất độc. Việc thêm nước vào HSO3F có thể gây nguy hiểm, tương tự như việc thêm nước vào acid sulfuric nhưng phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn nhiều.

Xem thêmSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a b Bản dữ liệu Acid fluorosulfuric của Sigma-Aldrich, truy cập lúc {{{Datum}}} (PDF).
  2. ^ a b Erhardt Tabel, Eberhard Zirngiebl, Joachim Maas "Fluorosulfuric Acid" in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a11_431
  3. ^ Olah, G. A.; Prakash, G. K.; Wang, Q.; Li, X.-Y. (2001). “Fluorosulfuric Acid”. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. Encyclopedia of Reagents for Synthesis. John Wiley & Sons. doi:10.1002/047084289X.rf014. ISBN 0471936235.
  4. ^ a b Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1980). Advanced Inorganic Chemistry (ấn bản 4). New York: Wiley. tr. 246. ISBN 0-471-02775-8.
  5. ^ Christopher A. Reed "Myths about the Proton. The Nature of H+ in Condensed Media" Acc. Chem. Res., 2013, 46 (11), pp 2567–2575. doi:10.1021/ar400064q
  6. ^ Olah, G.; Farooq, O.; Husain, A.; Ding, N.; Trivedi, N.; Olah, J. (1991). “Superacid HSO3F/HF-Catalyzed Butane Isomerisation”. Catalysis Letters. 10 (3–4): 239–247. doi:10.1007/BF00772077. S2CID 94408218.