Acid fluorosulfuric

Acid fluorosulfuric
Danh pháp IUPAC	Sulfurofluoridic acid
Tên khác	Fluorosulfonic acid,; Fluorosulphonic acid,; Fluorinesulfonic acid,; Fluorinesulphonic acid,; Fluoridosulfonic acid,; Fluoridosulphonic acid,; Sulfuric fluorohydrin, ; Epoxysulfonyl fluoride
Nhận dạng
Số CAS	7789-21-1
PubChem	24603
Số EINECS	232-149-4
MeSH	Fluorosulfonic+acid
Số RTECS	LP0715000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ OS(=O)(=O)F ;
InChI	đầy đủ 1S/FHO3S/c1-5(2,3)4/h(H,2,3,4);
ChemSpider	23005
Thuộc tính
Công thức phân tử	HSO3F
Bề ngoài	chất lỏng không màu
Khối lượng riêng	1,726 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 hợp	Fluorosulfat
Cấu trúc
Tọa độ	Bốn phương tại S
Hình dạng phân tử	Tứ diện tại S
Các nguy hiểm
Ký hiệu GHS
Báo hiệu GHS	Danger
Chỉ dẫn nguy hiểm GHS	H314, H332
Chỉ dẫn phòng ngừa GHS	P280, P305+P351+P338, P310
	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). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Acid fluorosulfuric là một acid vô cơ có công thức hóa học là HSO₃F. 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].

Tính chất hóa học

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 acetic và ethyl 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 chế

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 acid

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 Lewis là antimon 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 dụng

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 toàn

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 thêm

Tham khảo

^ ^a ^b Bản dữ liệu Acid fluorosulfuric của Sigma-Aldrich, truy cập lúc {{{Datum}}} (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Vorlagenfehler
^ ^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
^ 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.
^ ^a ^b Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1980). Advanced Inorganic Chemistry (ấn bản thứ 4). New York: Wiley. tr. 246. ISBN 0-471-02775-8.
^ 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
^ 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.

[sigma-1] Bản dữ liệu Acid fluorosulfuric của Sigma-Aldrich, truy cập lúc {{{Datum}}} (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Vorlagenfehler

[Ullmann-2] 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.

[ref3-4] Cotton, F. A.; Wilkinson, G. (1980). Advanced Inorganic Chemistry (ấn bản thứ 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]