Superkiseline

Superkiseline predstavljaju kiseline čija je kiselost veća nego kiselost 100% čiste sumporne kiseline,^[1] koja ima Hametovu funkciju kiselosti (H₀) u iznosu -12. Komercijalno dostupne superkiseline uključuju trifluorometansulfonsku kiselinu (CF₃SO₃H) koja je takođe poznata pod imenom triflična kiselina, i fluorosulfonska kiselina (FSO₃H), pri čemu su obe oko hiljadu puta jače od sumporne kiseline.^[2] Najjače superkiseline se pripremaju kombinacijom dvije komponente, jakom Luisovom kiselinom i jakom Bronstedovom kiselinom. Najjača poznata superkiselina je fluoroantimonska kiselina.

Istorijat

Izraz superkiselina je prvi upotrijebio Džejms Brajant Konant 1927. da bi opisao kiseline koje su bile jače od uobičajenih neorganskih kiselina. George A. Olah je pripremio takozvanu magičnu kiselinu koja je dobila to ime zbog svoje sposobnosti da napada ugljovodonike, miješanjem antimon petafluorida (SbF₅) i fluorosulfonske kiseline. Ime je dobijeno nakon što je svijeća bila stavljena u uzorku magične kiseline. Svijeća se rastvorila što je pokazalo sposobnost kiseline da protonizuje ugljovodonike, koji se ne protonizuju pod dejstvom uobičajenih kiselina.

Bilo je pokazano da na 140 °C FSO₃H–SbF₅ će pretvoriti metan u tercijalni butil karbokatjon a ta reakcija počinje protonizovanjem metana:^[3]

CH₄ + H⁺ → CH₅⁺

CH₅⁺ → CH₃⁺ + H₂

CH₃⁺ + 3 CH₄ → (CH₃)₃C⁺ + 3H₂

Najjače kiseline

Najjači sistem superkiseline je fluoroantimonska kiselina, koja se dobije kombinacijom fluorovodonične kiseline i SbF₅. U ovom sistemu HF otpušta svoj proton (H⁺) tako što se F⁻ jon vezuje za antimon pentafluorid. Rezultujući anjon (SbF₆⁻) je ujedno slabi nukleofil i slaba baza. Nakon toga proton ostaje sam, što dovodi do velike kiselosti sistema. Fluoroantimonska kiselina je 2×10¹⁹ jača of 100% sumporne kiseline.

Primjena

Najčešća primjena superkiselina je obezbjeđivanje okruženja da bi se dobili i održavali organski katjoni koji su korisni kao intermedijeri u raznim organskim reakcijama, kao što su dobijanje plastike ili benzina sa visokim oktanskim brojem.

Reference

^ Hall NF, Conant JB (1927). „A Study of Superacid Solutions”. Journal of the American Chemical Society. 49 (12): 3062–70. doi:10.1021/ja01411a010.
^ Himmel D, Goll SK, Leito I, Krossing I (2010). „A Unified pH Scale for All Phases”. Angew. Chem. Int. Ed. 49 (38): 6885–6888. doi:10.1002/anie.201000252.
^ George A. Olah; Schlosberg RH (1968). „Chemistry in Super Acids. I. Hydrogen Exchange and Polycondensation of Methane and Alkanes in FSO₃H–SbF₅ ("Magic Acid") Solution. Protonation of Alkanes and the Intermediacy of CH₅⁺ and Related Hydrocarbon Ions. The High Chemical Reactivity of "Paraffins" in Ionic Solution Reactions”. Journal of the American Chemical Society. 90 (10): 2726–7. doi:10.1021/ja01012a066.

Vidi još

Superbaze

Спољашње везе

[Conant-1] Hall NF, Conant JB (1927). „A Study of Superacid Solutions”. Journal of the American Chemical Society. 49 (12): 3062–70. doi:10.1021/ja01411a010.

[Krossing-2] Himmel D, Goll SK, Leito I, Krossing I (2010). „A Unified pH Scale for All Phases”. Angew. Chem. Int. Ed. 49 (38): 6885–6888. doi:10.1002/anie.201000252.

[3] George A. Olah; Schlosberg RH (1968). „Chemistry in Super Acids. I. Hydrogen Exchange and Polycondensation of Methane and Alkanes in FSO₃H–SbF₅ ("Magic Acid") Solution. Protonation of Alkanes and the Intermediacy of CH₅⁺ and Related Hydrocarbon Ions. The High Chemical Reactivity of "Paraffins" in Ionic Solution Reactions”. Journal of the American Chemical Society. 90 (10): 2726–7. doi:10.1021/ja01012a066.

[1]

[2]

[3]