اسید فلوئوروآنتیمونیک: قوی ترین اسید جهان + مضرات و کاربردهای آن

شاید فکر کنید که اسید موجود در خون موجودات فضایی در فیلم های مشهور بسیار عجیب و غیرواقعی است، اما حقیقت این است که اسیدی وجود دارد که حتی خورندگی بیشتری دارد! در اینجا به بررسی قوی ترین اسید در جهان می پردازیم: اسید فلوئورآنتیمونیک.

قوی ترین اسید جهان

قوی ترین سوپر اسید در جهان، اسید فلوئورآنتیمونیک، با فرمول شیمیایی HSbF6 است. این اسید از ترکیب هیدروژن فلوراید (HF) و آنتیموان پنتافلوراید (SbF5) تشکیل می شود. ترکیبات مختلفی این سوپر اسید را تولید می کنند، اما ترکیب با نسبت های برابر از دو اسید، قوی ترین سوپر اسید شناخته شده برای انسان ها را به وجود می آورد.

خواص اسید فلوئورآنتیمونیک

• این اسید به سرعت و با انفجار در تماس با آب تجزیه می شود. به همین دلیل، اسید فلوئورآنتیمونیک نمی تواند در محلول آبی استفاده شود و تنها در محلول هیدروفلوریک کاربرد دارد.
• بخارهای بسیار سمی از خود ساطع می کند. با افزایش دما، اسید فلوئورآنتیمونیک تجزیه می شود و گاز هیدروژن فلوراید (اسید هیدروفلوریک) تولید می کند.
• اسید فلوئورآنتیمونیک، ۲۰ کوینتیلیون (2×1019) بار قوی تر از اسید سولفوریک ۱۰۰٪ است. این اسید دارای ارزش H0 (تابع اسیدی هامت) برابر با -۳۱.۳ است.
• شیشه و بسیاری از مواد دیگر را حل می کند و تقریباً تمامی ترکیبات ارگانیک (مانند همه چیز در بدن شما) را پروتونه می کند. این اسید در ظروف PTFE (پلی ترافتالات) ذخیره می شود.

اسید فلوئورآنتیمونیک در چه مواردی استفاده می شود؟

اگر این اسید این قدر سمی و خطرناک است، چرا کسی بخواهد قوی ترین اسید در جهان را داشته باشد؟ پاسخ در خواص افراطی آن نهفته است. اسید فلوئورآنتیمونیک در مهندسی شیمی و شیمی آلی برای پروتونه کردن ترکیبات ارگانیک استفاده می شود، بی توجه به حلال آن ها. به عنوان مثال، این اسید می تواند H2 را از ایزوبوتان و متان را از نپنتان حذف کند. این اسید به عنوان کاتالیزور برای الکیل سازی ها و آکیلاسیون ها در پتروشیمی کاربرد دارد. سوپر اسیدها به طور کلی برای سنتز و شناسایی کاربکاتیون ها استفاده می شوند.

واکنش بین هیدروفلوریک و آنتیموان پنتافلوراید

واکنش بین هیدروژن فلوراید و آنتیموان پنتافلوراید که اسید فلوئورآنتیمونیک را تشکیل می دهد، گرمازا است.

HF + SbF5 → H+ SbF6-

یون هیدروژن (پروتون) از طریق یک پیوند دیپولار بسیار ضعیف به فلورین متصل می شود. این پیوند ضعیف، اسیدیتۀ افراطی اسید فلوئورآنتیمونیک را توضیح می دهد و اجازه می دهد تا پروتون بین خوشه های آنیون جابجا شود.

چه چیزی اسید فلوئورآنتیمونیک را به یک سوپر اسید تبدیل می کند؟

یک سوپر اسید هر اسیدی است که قوی تر از اسید سولفوریک خالص، با فرمول H2SO4 باشد. وقتی می گوییم قوی تر است، به این معنی است که یک سوپر اسید پروتون ها یا یون های هیدروژن بیشتری در آب اهدا می کند یا تابع اسیدی هامت H0 کمتری از -۱۲ دارد. تابع اسیدی هامت برای اسید فلوئورآنتیمونیک H0 = -۲۸ است.

سایر سوپر اسیدها

سایر سوپر اسیدها شامل سوپر اسیدهای کاربورات (مانند H(CHB11Cl11)) و اسید فلوروسولفوریک (HFSO3) هستند. سوپر اسیدهای کاربورات ممکن است به عنوان قوی ترین اسید مستقل در جهان در نظر گرفته شوند، زیرا اسید فلوئورآنتیمونیک در واقع ترکیبی از هیدروفلوریک و آنتیموان پنتافلوراید است. کاربورات دارای مقدار pH برابر با -۱۸ است. بر خلاف اسیدهای فلوروسولفوریک و فلوئورآنتیمونیک، اسیدهای کاربورات به قدری غیرخورنده اند که می توانند با پوست برهنه برخورد داشته باشند. تفلون، پوشش نچسب معمولاً موجود در ظروف پخت و پز، ممکن است حاوی کاربورات باشد. اسیدهای کاربورات نیز به طور نسبی نادر هستند، بنابراین بعید است یک دانشجوی شیمی یکی از آنها را ملاقات کند.

نتایج کلیدی در مورد قوی ترین اسید جهان

• یک سوپر اسید دارای اسیدیّت بیشتری نسبت به اسید سولفوریک خالص است.
• قوی ترین اسید در جهان، اسید فلوئورآنتیمونیک است.
• اسید فلوئورآنتیمونیک ترکیبی از اسید هیدروفلوریک و آنتیموان پنتافلوراید است.
• اسیدهای کاربورات، قوی ترین اسیدهای مستقل هستند.