Сверхкислота

Сверхкислота́^[1] (или су̀перкислота́^[2]) — вещество или смесь веществ, параметр кислотности которых превышает кислотность 100%-ой серной кислоты. В данном случае параметр кислотности принимается как способность кислоты протонировать произвольное основание и фактически совпадает с функцией кислотности. Для 100 % серной кислоты параметр кислотности составляет H₀ = −11,93. Наличие воды снижает кислотность сверхкислот, так как в присутствии воды сила кислоты ограничивается кислотностью иона гидроксония H₃O⁺.

История

Термин суперкислота (используемый в англоязычной литературе) введён Джеймсом Конантом в

Джордж Ола был удостоен Нобелевской премии^[3] за своё исследование суперкислот и их применения в прямом наблюдении карбкатионов

.

Фторсурьмяная кислота в 2⋅10¹⁹ раз сильнее 100%-ой серной кислоты

.

Химические свойства

Для характеристики кислотности веществ в неводных средах используют

SbF₅ (Н₀ = −28), 7%-й раствор SbF₅ в HSO₃F (Н₀ = −19,4). Эквимолярную смесь HSO₃F и SbF₅ называют «магической кислотой». Сверхкислотность обусловлена исключительной слабостью взаимодействия с протоном соответствующих анионов (HSO₄⁻, SbF₆⁻ и др.). В среде сверхкислот протонируются вещества, обычно не проявляющие основных свойств, в частности углеводороды. Это явление используют на практике, преимущественно в органическом синтезе (алкилирование по Фриделю — Крафтсу, гидрирование нефти

и др.).

Протонные суперкислоты

К простым суперкислотам относят трифторметансульфоновую (CF₃SO₃H), хлорную, хлорсульфоновую, пентафторэтансульфоновую, фторсульфоновую (FSO₃H) кислоты. Во многих случаях суперкислота является не одиночным соединением, а смесью соединений, совмещаемых для достижения высокой кислотности.

Института катализа СО РАН (Новосибирск). Самой сильной сверхкислотой из всех, на данный момент, является фторированная карборановая кислота

.

Сильнейшей известной кислотой среди всех систем является ион гидрида гелия, но данную систему невозможно хранить в сколько-нибудь заметном количестве.

Сверхкислоты Льюиса

К сверхкислотам Льюиса относятся большинство пентафторидов металлов и трифторид бора.

Примечания

↑ Сверхкислоты : [арх. 15 июня 2022] // Румыния — Сен-Жан-де-Люз. — М. : Большая российская энциклопедия, 2015. — С. 528. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 29). — ISBN 978-5-85270-366-8.
↑ Сверхкислоты // Политехнический словарь. — 3-е. — Москва: Советская энциклопедия, 1989. — С. 470. — 656 с. — ISBN 5-85270-003-7.
↑ The Nobel Prize in Chemistry 1994 (неопр.). Дата обращения: 3 февраля 2006. Архивировано 15 декабря 2005 года.

Ссылки

A. Olah. J. Org. Chem., 70, 2005, 2413—2429
Суперкислоты (ШТЕЙНГАРЦ В. Д. , 1999), ХИМИЯ pdf файл

[БРЭ-1] Сверхкислоты : [арх. 15 июня 2022] // Румыния — Сен-Жан-де-Люз. — М. : Большая российская энциклопедия, 2015. — С. 528. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 29). — ISBN 978-5-85270-366-8.

[2] Сверхкислоты // Политехнический словарь. — 3-е. — Москва: Советская энциклопедия, 1989. — С. 470. — 656 с. — ISBN 5-85270-003-7.

[3] The Nobel Prize in Chemistry 1994 (неопр.). Дата обращения: 3 февраля 2006. Архивировано 15 декабря 2005 года.

[1]

[2]

[3]