氟銻酸

氫氟酸和五氟化銻反應后的產物

氟銻酸(fluoroantimonic acid),無機化合物,化學式HSbF6。是氫氟酸和五氟化銻反應后的產物,屬於超強酸。SbF5能與F形成正八面體形陰離子SbF6。氫離子能自由運動,幾乎不受束縛,因此該物質有強酸性。比純硫酸要強2×10倍,為已知酸性最強的物質。氟銻酸屬於超強酸性體系。

形態


氟銻酸或稱六氟銻酸、六氟合銻酸,化學式為,是氫氟酸和電子酸五氟化銻反應后的產物。以一比一的比例混合時成為已知最強的超強酸,實驗證明能分解碳氫化合物,產生碳正離子以及氫氣。
氟銻酸
氟銻酸
氫氟酸(HF)和五氟化銻()互相反應強烈放熱.HF會釋放質子,然後氟離子 會與形成八面體型的陰離子。是非配位陰離子,親核性和鹼性都很弱。於是質子實際上是“裸露”在溶液中,使得混合物體系呈現超強的酸性,比純硫酸要強倍。該酸必須用特氟龍(聚四氟乙烯)材料裝盛。
圖右為氟銻酸的3D分子球棍模型。

結構


用X射線晶體學研究兩份反應形成的結晶,發現化學式分別為[][]和[][],都含有作陰離子。據估計,離子的鹼性比還要弱,因此更加穩定。

酸度對照


以下的資料是以哈米特酸度函數作為依據,酸度以大負數H0值表示:
氟銻酸【1:1】(1990)(H0值= -28)
魔酸【1:1】(1974)H0值= -25)
碳硼烷酸(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)
純硫酸(H0值=-11.93)
註:碳硼烷酸是 單一分子酸中酸性最強的酸,而非酸性最強的酸。
六氟銻酸是超強酸 體系,而非 化合物。

應用


氟銻酸使其幾乎可以質子化所有的有機化合物。它與異丁烷和新戊烷反應會生成相應的碳正離子:
;
1、使某些很難質子化的物質(如高氯酸)質子化,進一步製備含有-ClO3基團的有機物:
2、使高級烷烴質子化,催化烷烴裂解:
;
3、含有羥基的有機物(如醇、酚、羧酸等)質子化,進一步脫羥基化。
4、強氧化劑:Sb(Ⅴ)氟化物例如具有很強的氧化性,能夠氧化多種金屬及還原劑。
5、要注意的是,氟銻酸是無水體系,當氟銻酸與大量水混合時發生強烈反應,氫離子(質子)被中和生成水合氫離子,不再具有超酸性。
反應方程式:

危險性


氟銻酸會與水發生強烈反應甚至爆炸,若溶劑為水,則與其他酸的強度無法區分。盛氟銻酸的容器必須用特氟龍(即聚四氟乙烯)的材料盛裝,其他塑料會被嚴重腐蝕。
性狀:
1、沸點:無(注意,混合物無固定沸點)
2、熔點:無(注意,混合物無固定熔點)
3、氟銻酸中均不含水,為溶劑,及HF是溶質。故氟銻酸均為無色油狀液體。
4、氧化性:因為其中含有五價銻,所以氧化性非常強。