超酸酸度对照.doc

Superacid超强酸和超强碱是近四十年才发展起来的最新研究领域，在许多方面还未被完全认识，而且其科学体系也还不够明确，然而它们的应用却发展很快，因为它们能作为特殊的催化剂，活化在通常反应条件下几乎无活性的饱和烃；能使链烷烃的异构化、分解、烷基化、卤化、硝化、氧化、聚合等反应在通常条件下进行。此外，它们还能够使许多化学领域中难以解决的问题得到开发。对它们的研究引起了广大化学和化工科技工作者的极大兴趣。目前，超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值，它既是无机及有机的质子化试剂，又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。而由于超强酸的酸性和腐蚀性强的出奇，所以过去一些极难或根本无法实现的化学反应，在超强酸的条件下便能顺利进行。比如正丁烷，在超强酸的作用下，可以发生碳氢键的断裂，生成氢气，也可以发生碳碳键的断裂，生成甲烷，还可以发生异构化生成异丁烷，这些都是普通酸做不到的。 可以预料，随着这些具有超常酸性和腐蚀性超强酸的相继问世，化学和化学工业将会迅速走进新时代。对酸的强弱区分可根据它在水溶液中产生氢离子的程度分为强酸和弱酸，可以用pH测定。而超强酸和超强碱就不能用pH值表示了，需要另一种尺度。目前多采用哈默特酸函数H0表示。因为基准酸强度H0=7，而100% 硫酸的酸强度H0=-12，所以也可定义为：比基准酸强度强1019倍及其以上的酸为超强酸（H0-12）。超强酸可分为固体、气体和液体三种状态，它的定义不受其状态的限制。在三种状态的超强酸中，固体超强酸的酸强度般是比较低的，最强者也不过是100%硫酸强度的几百倍；液体超强酸的酸强度一般是比较高的。至今所知的超强酸中，以HF.SbF5（1:1摩尔比）酸度最强，H0-20，是目前发现的最强|的“魔术酸”。超强碱也是一个新概念，新的研究领域，目前也还没有一个确切的定义。参照对超强酸的定义，一些化学家姑且把比基准碱强度强1019倍及其以上的碱称之为超强碱。目前符合超强碱定义的碱只测定了为数不多的几种，如MgO-Na等。但是，能符合超强碱定义，可称其为超强碱的物质是相当多的，只不过还没有一一测其强度而已。超酸的分类：超酸大都是无机酸。按状态，既有液体超酸，也有固体超酸；按组成，可分为质子酸、路易斯酸和共轭质子路易斯酸。 布朗斯特超酸：包括HF、HClO4、HSO3Cl、HSO3F等。 路易斯酸：如SbF5、AsF5、TaF5、NbF5等。 共轭布朗斯特路易斯超酸：包括一些由布朗斯特和路易斯酸组成的体系，如H2SO4SO3、 H2SO4B(OH)3、 HSO3FSbF5、 HSO3FSO3等 当SO3 : H2SO41:1时，H0低至14.5，溶液中主要生成H2S2O7。以下的资料是以哈米特酸度函数作为依据，酸度以大负数H0值表示（负数的绝对值越大，酸性越强，纯硫酸的哈米特酸度函数为-12.0）: 氟锑酸HF.SbF5 (1990)(H0值=31.3) 魔酸11的SbF3HSO3F(1974)(H0值=19.2) 碳硼烷酸(1969)(H0值=18.0) 氟磺酸(1944)(H0值=15.1) 三氟甲磺酸(1940)(H0值=14.9) ZXQ酸(1982)（H0值=19.0) 碳硼烷酸(1969)(H0值=18.0) 八氟合铂酸(1957)(H0值-17.8) 特里布尔挥发酸(1997)(H0值-17.3) 氟磺酸(1944)(H0值=15.1) 八氟合氯()酸(1982)(H0值=14.9) 三氟甲磺酸(1940)(H0值=14.9) 三氟一氯合铝酸(1951)(H0值=14.7) 高氯酸（H0值=-12.9） 纯硫酸（H0值=-12.0）焦 硫 酸H2S2O7（H0值=-14.43）；氟锑酸(1990)(H0值=31.3)魔酸(1974)（H0值=19.2)ZXQ酸(1982)（H0值=19.0)碳硼烷酸(1969)(H0值=18.0)八氟合铂酸(1957)(H0值-17.8)特里布尔挥发酸(1997)(H0值-17.3)氟磺酸(1944)(H0值=15.1)八氟合氯()酸(1982)(H0值=14.9)三氟甲磺酸(1940)(H0值=14.9) 三氟一氯合铝酸(1951)(H0值=14.7) 高氯酸（-12.9）纯硫酸（-12.0） Table 1某些重要超酸的H0值某些重要超酸的H0值超酸 化学式-H0硫酸高氯酸氯磺酸三氟甲烷磺酸 焦硫酸氟磺酸魔酸 H2SO4HClO4HSO3Cl|HSO3CF3|H2S2O7HSO3FHSO3F.SbF5(摩尔比1:9)11.913.013.814.014.