世界上最强的酸有多强(这是宇宙最强的酸)

世界上最强的酸有多强(这是宇宙最强的酸)(1)

有些酸只要按照正确的方法使用,就是相对安全的,比如可以作为家用清洁剂的盐酸。

但是,有些酸的腐蚀性极强,任何人都无法轻易使用,如氟化氢(HF,在常温状态下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体)和五氟化锑(SbF5,无色油状液体,吸入可能致死)。那么,当两者等量混合后会形成什么呢?你最终会得到人类已知的最强酸:氟锑酸,化学式为HSbF6。

撰稿 | Allison Troutner

编译 | 乔木

编辑 | 白杨/云杉

图源 | Pexel/Pixabay

什么是氟锑酸?

世界上最强的酸有多强(这是宇宙最强的酸)(2)

氟锑酸是一种无色油状液体,带有有毒蒸气,遇水会发生强烈反应,甚至爆炸。一旦误食或吸入,就可能致命。如果它与皮肤接触,会导致严重的灼伤。极强的腐蚀性让它在一系列超强酸中脱颖而出。

超强酸是酸度大于纯硫酸的强酸。它们的酸性非常强,无法用常规的pH值(表示溶液酸碱程度的数值)或pKA值(弱酸电离常数的负对数,可以反映弱酸的酸性)进行表示。于是,美国化学家路易斯·普拉克·哈米特提出了哈米特酸度函数(H0),用于衡量超出pH值范围的高浓度强酸溶液的酸度。

以哈米特酸度函数作为依据,氟锑酸的H0值为-31。相比之下,硫酸的H0值为-12。由此可以得出,氟锑酸的酸性是纯硫酸的2×1019倍!

氟锑酸“克星”:特氟龙

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氟锑酸不仅可以溶解各种金属,还会与玻璃、大多数塑料、沙石,甚至泥土等剧烈反应,几乎可以溶解所有有机物(包括人体)。不过,它可以储存在由聚四氟乙烯(PTFE)制成的容器中,这也是唯一适合储存这种物质的容器。

聚四氟乙烯又名特氟龙,是一种蜡状超塑性材料,以高强度和韧性而闻名。它具有高熔点,并且耐摩擦和几乎所有化学品的侵蚀,一些不粘炊具的内部涂层就使用的这种材料。

与大多数强酸一样,氟锑酸遇水会发生强烈反应甚至爆炸。加热氟锑酸也是极度危险的,因为它在40℃下会分解成有毒的氟化氢气体和五氟化锑液体。不过,氟锑酸可以安全地储存在氢氟酸溶液中,HSbF6在这种溶液中不会分解,也不会发生爆炸。

氟锑酸是一种非常危险的材料,因此化学家或材料学家只会在实验室中使用和生产它。

氟锑酸的超能力:质子化

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氟锑酸真正的超能力是质子化,或将质子赋予有机化合物。

质子化是原子、分子或离子获得质子(H⁺,氢离子)的过程,可以简单地理解为结合一个质子。一般情况是:一种物质有孤对电子,因此它可以通过配位键结合一个质子,如H2O变成H3O⁺,NH3变成NH4⁺等。

质子化可以改变物质的性质,如质量、电荷、溶于水的能力(溶解度)以及亲水性。这意味着氟锑酸有助于化学反应。它还可以用于蚀刻玻璃,通过提高辛烷值来提高汽油的质量,合成塑料和制造炸药。

氟锑酸是最强的酸,也是腐蚀性最强的酸之一。但专家表示,就某些方面来说,氢氟酸才是最危险的。因为你更可能遇到一些含有氢氟酸的药物、清洁产品和除草剂。对于普通人来说,在日常生活中接触到氟锑酸的可能性非常小。

【《奇点科学》是欧洲经典科普杂志Science Illustrated(科学画报)版权合作方,专注报道令人兴奋的前沿科技进展,让读者提前看见未来。】


参考资料

[1]https://science.howstuffworks.com/fluoroantimonic-superacid.htm

[2]https://owlcation.com/stem/Fluoroantimonic-Acid-The-Strongest-Acid-in-the-World#gid

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