聚四氟乙烯酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的傳送反應(yīng)。超酸是指酸性比普通無(wú)機(jī)酸強(qiáng)106~1010倍的酸。魔(HSO3FSbF5已知最強(qiáng)的超酸,許多物質(zhì)(如H2SO?4魔酸中可獲得質(zhì)子(即質(zhì)子化) 強(qiáng)酸堿溶液的Ph值分別趨向于0和14但如果將該值作為規(guī)范來(lái)形容“強(qiáng)酸”遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的魔酸(Magicacid最早發(fā)現(xiàn)的超強(qiáng)酸。很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),人們認(rèn)為王水就是酸中之王,最強(qiáng)的酸了因?yàn)榧词故屈S金,遇到王水也會(huì)像“泥牛入?!币粯雍芸熳兊臒o(wú)影無(wú)蹤。
直到有一天奧萊教授和他學(xué)生偶然發(fā)現(xiàn)了一種奇特的溶液,人們才知道其實(shí)王水并不是最強(qiáng)的酸,還有比它強(qiáng)的酸,這就是超酸,又叫超強(qiáng)酸,超酸是指酸性比普通無(wú)機(jī)酸強(qiáng)10^610^10倍的酸。發(fā)現(xiàn)非常有戲劇性:1966年圣誕前,奧萊教授的學(xué)生偶然將一支圣誕蠟燭放入到配置的混合酸液中,竟然驚奇的發(fā)現(xiàn)蠟燭溶解了然后立即做出了酸性等一系列相關(guān)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)蠟燭居然已經(jīng)分解,溶液中沒(méi)有任何蠟燭成分,這如同將鐵丟入酸中產(chǎn)生了氫氣和酸化鐵一般的化學(xué)反應(yīng),因此也發(fā)現(xiàn)了酸性強(qiáng)的令人難以置信。
聚四氟乙烯超強(qiáng)酸是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。比如氫氟酸和五氟化銻的混合等,這些混合酸的均是比硫酸、鹽酸;硝酸酸性強(qiáng)幾百萬(wàn)倍,甚至幾十億倍的超強(qiáng)酸。下面就以氫氟酸(HF和五氟化銻(sbF5混合酸為實(shí)例,介紹一下超強(qiáng)酸。氫氟酸(HF和五氟化銻(sbF5混合酸也就是人們說(shuō)的魔酸(magicacid或魔術(shù)酸 魔酸(HSO3FSbF5目前世界上已知最強(qiáng)的超酸,許多物質(zhì)(如H2SO-4魔酸中可獲得質(zhì)子(即質(zhì)子化)當(dāng)它按10.3摩爾比)混合時(shí),酸性是濃硫酸的1億倍;按11混合時(shí),酸性是濃硫酸的10億倍,而以0.2:1摩爾比混合時(shí)酸度更能達(dá)到100%純硫酸的10^9倍以上,隨著SbF5比例增加酸度還能增強(qiáng) 能輕易溶解不溶于王水的高級(jí)烷烴蠟燭。所以王水在面前只能是小巫見(jiàn)大巫”魔酸目前在市場(chǎng)上也可以購(gòu)買(mǎi),但是只是五氟化銻和氫氟酸按體積比11注意:不是依照摩爾比)混合制成的混酸,其酸度只是無(wú)水硫酸的100倍,盛放只用聚四氟乙烯制的容器盛放,因?yàn)榧词故遣Aб矔?huì)被它溶解。
聚四氟乙烯目前,超強(qiáng)酸在化學(xué)和化學(xué)工業(yè)上,極有應(yīng)用價(jià)值,既是無(wú)機(jī)及有機(jī)的質(zhì)子化試劑,又是活性極高的催化劑。過(guò)去很多在普通環(huán)境下極難實(shí)現(xiàn)或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)在超強(qiáng)酸環(huán)境中。卻能異常順利地完成。而由于超強(qiáng)酸的酸性和腐蝕性強(qiáng)的出奇,所以過(guò)去一些極難或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng),超強(qiáng)酸的條件下便能順利進(jìn)行。比如正丁烷,超強(qiáng)酸的作用下,可以發(fā)生碳?xì)滏I的斷裂,生成氫氣,也可以發(fā) 生碳碳鍵的斷裂,生產(chǎn)甲烷,還可以發(fā)生異構(gòu)化生成異丁烷,這些都是普通酸做不到可以預(yù)料,隨著這些具有超凡酸性和腐蝕性超強(qiáng)酸的相繼問(wèn)世,化學(xué)和化學(xué)工業(yè)將會(huì)迅速走進(jìn)新時(shí)代。