Acid fluorosulfuric

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]

x t s Hợp chất fluor
Hợp chất hai nguyên tố	HF HF DF TF LiF BeF₂ B₂F₄ BF₃ CF₄ N₂F₄ NF₃ F₂O F₂O₂ F₂O₃ F₂O₄ F₂O₅ F₂O₆ NaF MgF₂ AlF AlF₃ SiF₄ PF₃ PF₅ SF₄ SF₆ KF CaF₂ ScF₃ TiF₂ TiF₃ TiF₄ VF₂ VF₃ VF₄ VF₅ CrF₂ CrF₃ CrF₄ CrF₅ CrF₆ MnF₂ MnF₃ MnF₄ FeF₂ FeF₃ CoF₂ CoF₃ NiF₂ CuF CuF₂ CuF₃ ZnF₂ GaF₃ GeF₄ AsF₃ AsF₅ SeF₄ SeF₆ BrF₃ BrF₅ KrF₂ RbF SrF₂ YF₃ ZrF₂ ZrF₃ ZrF₄ NbF₃ NbF₄ NbF₅ MoF₃ MoF₄ MoF₅ MoF₆ TcF₅ TcF₆ RuF₃ RuF₄ RuF₅ RuF₆ RhF₃ RhF₄ RhF₅ RhF₆ PdF₂ PdF₃ PdF₄ PdF₅ PdF₆ Ag₂F AgF AgF₂ AgF₃ CdF₂ InF₃ SnF₂ SnF₄ SbF₃ SbF₅ TeF₄ TeF₆ IF IF₃ IF₅ IF₇ XeF₂ XeF₄ XeF₆ CsF BaF₂ LaF₃ CeF₃ PrF₃ PrF₄ NdF₃ NdF₄ SmF₂ SmF₃ EuF₂ EuF₃ GdF₃ TbF₃ TbF₄ DyF₃ HoF₃ ErF₃ TmF₃ YbF₂ YbF₃ LuF₃ HfF₄ TaF₃ TaF₄ TaF₅ WF₄ WF₅ WF₆ ReF₄ ReF₅ ReF₆ ReF₇ OsF₅ OsF₆ OsF₇ IrF₃ IrF₃ IrF₃ IrF₆ PtF₂ PtF₃ PtF₄ PtF₅ PtF₆ AuF AuF₃ AuF₅ AuF₇ Hg₂F₂ HgF₂ TlF TlF₃ PbF₂ PbF₄ BiF₃ BiF₅ PoF₂ PoF₄ PoF₆ AmF₃ AmF₄ PuF₃ TlF₃ UF₃ YbF₃ PuF₄ ThF₄ UF₄ UF₅ PtF₆ UF₆ PuF₄ ThF₄ UF₄ IF₅ UF₅ UF₆ PuF₆ CF₄ C₂F₄ ClF₅
Khác	AgBF₄ AgPF₆ Cs₂AlF₅ K₃AlF₆ Na₃AlF₆ KAsF₆ LiAsF₆ NaAsF₆ HBF₄ KBF₄ LiBF₄ NaBF₄ RbBF₄ Ba(BF₄)₂ Ni(BF₄)₂ Pb(BF₄)₂ Sn(BF₄)₂ BaClF BaSiF₆ BaGeF₆ BrOF₃ BrO₂F CBrF₃ CBr₂F₂ CBr₃F CClF₃ CCl₂F₂ CCl₃F CFN CF₂O CF₃I CHF₃ CH₂F₂ CH₃F C₂Cl₃F₃ C₂H₃F C₆H₅F C₇H₅F₃ C₁₅F₃₃N ClFO₂ CrFO₄ CrF₂O₂ CsBF₄ NH₄F FNO FNO₂ FNO₃ KHF₂ NaHF₂ ThOF₂ NH₅F₂ F₂OS F₃OP F₃PS HPF₆ HSbF₆ KPF₆ KSbF₆ LiPF₆ NaPF₆ NaSbF₆ Na₂SiF₆ Na₂TiF₆ Na₂ZrF₆ TlPF₆ IOF₃ K₂NbF₇ K₂TaF₇ IO₃F C₆H₅F CH₃F CH₂F₂ CHF₃ PSClF₂ NH₄HF₂ HSO₃F
Hợp chất halogen Fluor Chlor Brom Iod