這種世界上最強的酸,你究竟了解多少?

2020-11-25 騰訊網

大家可能有一種習慣性的思維，認為越能溶解東西的酸越強，有些人認為王水可以溶金，所以誤認為王水酸性非常強，事實上王水的酸性並非很強，甚至不及濃硫酸。而高氯酸是無機含氧酸中的最強酸。那麼今天我們說的是世界上最強的酸，到底是什麼呢？我們一起來看一下吧。

銻的性質以及作用

60%的銻用於生產阻燃劑，而20%的銻用於製造電池中的合金材料、滑動軸承和焊接劑。

銻的最主要用途是它的氧化物三氧化二銻用於製造耐火材料。除了含滷素的聚合物阻燃劑以外，它幾乎總是與滷化物阻燃劑一起使用。三氧化二銻形成銻的滷化物的過程可以減緩燃燒，即為它具有阻燃效應的原因。

銻能與鉛形成用途廣泛的合金，這種合金硬度與機械強度相比銻都有所提高。大部分使用鉛的場合都加入數量不等的銻來製成合金。在鉛酸電池中，這種添加劑改變電極性質，並能減少放電時副產物氫氣的生成。

世界上最強的酸

超強酸又稱超酸。是一種酸性比高氯酸還強的酸。超酸作為一個良好的催化劑，使一些本來難以進行的反應能在較溫和的條件下進行，故在有機合成中得到廣泛應用。

超強酸是一類酸性比濃硫酸還強的酸。世界上已開發和研製了比硫酸、鹽酸、硝酸酸性強幾百萬倍，甚至幾十億倍的超強酸。以HSO3F－SbF5（魔酸）為例，比100%硫酸強10^19倍。超強酸又稱為超酸，英文名稱為super acid。它比一般的強酸如硫酸、鹽酸的酸性強幾個數量級。物質的量為1:0.3的氫氟酸和五氟化銻混合時的酸性強度要比無水硫酸（100%）的強度強約大1億倍。

而HF～SbF5的物質的量比1:1（氟銻酸）時其酸性估計可達無水硫酸的10^19倍，是已知最強的超強酸。這些超強酸如魔酸，它是五氟化銻和氟磺酸按體積比1:1混合製成的混酸。其酸度只是無水硫酸的1000萬倍，在世界市場上已有商品出售，超強酸在化學和化學工業上，有很大應用價值，它既是無機及有機的質子化試劑，又是活性極高的催化劑。

過去很多在普通環境下極難實現或根本無法實現的化學反應在超強酸環境中。卻能異常順利地完成。

這裡需要指出的是，人們常說的「王水」，其實質是一種混合腐蝕劑，而不是酸，它的腐蝕作用的原理是高濃度的原子態氯，配合高濃度的氯離子，這使得常態下很穩定的貴金屬在其中能夠順利參與反應，從而被腐蝕。故而王水的溶解能力和真正意義的酸性是兩碼事。

在中學課本中，金屬的活潑性被劃分為「氫前金屬」和「氫後金屬」，這是針對金屬和非氧化性強酸水溶液反應的活性而言。但是現實情況要更複雜些，一些很強的非氧化性強酸能跟銀這樣的貴金屬發生反應，例如濃鹽酸和濃氫碘酸，這不僅僅因為其水溶液有很高濃度的水合氫離子，而且和其陰離子的絡合能力有關——但這些「特例」仍然在常規意義的「酸」的範疇。

直到有一天奧萊教授和他的學生偶然發現了一種奇特的溶液，它居然能溶解不溶於王水的高級烷烴蠟燭，人們才知道通常人們所知道的幾大強酸都還不算什麼，還有比它們強得多的酸，人們稱之為「超強酸」，其中包含魔酸，也就是氟銻磺酸。

魔酸的應用

從成分上看，超強酸是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。它們的酸性強的令人難以置信，比如氫氟酸和五氟化銻按1:0.3（物質的量之比）混合時，它的酸性是濃硫酸的1億倍。按1:1混合時，它的酸性是濃硫酸的10^19倍。所以王水在它們面前只能是「小巫見大巫」。

由於超強酸的酸性和腐蝕性強的出奇，所以過去一些極難或根本無法實現的化學反應，在超強酸的條件下便能順利進行。比如正丁烷，在超強酸的作用下，可以發生碳氫鍵的斷裂，生成氫氣，也可以發生碳碳鍵的斷裂，生成甲烷，還可以發生異構化生成異丁烷，這些都是普通酸做不到的。

超強酸可以使碳正離子活性降低，使其反應可受人工控制，對工業生產有重要作用。

可以預料，隨著這些具有超常酸性和腐蝕性超強酸的相繼問世，化學和化學工業將會迅速走進新時代。

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（本文章素材來源於網絡，旨在科普趣味知識，不代表個人觀點。）

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