Science >> Wetenschap >  >> Fysica

's Werelds sterkste zuur:een diepe duik in extreme zuurgraad

Fluoroantimoonzuur is het sterkste superzuur dat de mens kent. Wikimedia/(CC BY-SA 3.0)

Sommige zuren zijn zo veilig dat zelfs een huiseigenaar ze kan gebruiken, zoals zoutzuur. Het is ontworpen om te worden gebruikt als huishoudelijk schoonmaakmiddel, zolang u de aanwijzingen en alle veiligheidsmaatregelen opvolgt. Sommige andere zuren zijn simpelweg te bijtend en bijtend voor iemand om mee te werken.

Dus wat gebeurt er als je er twee combineert? Je krijgt iets heel sterkers. Wanneer bijvoorbeeld gelijke hoeveelheden van de zuren waterstoffluoride (HF) en antimoonpentafluoride (SbF5) worden gecombineerd, zijn de resultaten te opmerkelijk om te negeren.

Je krijgt niet zomaar een ander zuur. Je krijgt uiteindelijk het sterkste zuur , of superzuur, bekend bij de mensheid:fluorantimoonzuur, ook bekend als HSbF6 .

Inhoud
  1. Wat is flouroantimonzuur?
  2. Kryptoniet van fluorantimonzuur:teflon
  3. Protonering:de superkracht van fluorantimonzuur
  4. Vergeleken met andere zuren

Wat is flouroantimonzuur?

Fluorantimonzuur is een kleurloze vloeistof die een giftige damp afgeeft. Het inslikken of inademen ervan kan dodelijk zijn, en contact met de huid? Denk aan ernstige brandwonden. Het staat hoog in de categorie superzuren, een groep sterke zuren met een zuursterkte die groter is dan die van zwavelzuur.

Gezien de potentie ervan kunnen we de reguliere pH- of pKA-schalen niet gebruiken om de sterkte ervan te meten. Hier steelt de Hammett-zuurgraadfunctie, aangeduid als H, de schijnwerpers.

Fluorantimoonzuur registreert een H van -21, terwijl de H van zwavelzuur -12 meet. Om dat te vertalen:fluorantimoonzuur is maar liefst 20 × 10¹⁹ keer sterker dan puur zwavelzuur.

Als dit een confrontatie zou zijn, zou Captain Marvel het opnemen tegen een pasgeboren kitten.

Waterstoffluoride en waterstofionen

Dit is de ruggengraat van onze kampioen, fluorantimoonzuur. Waterstofionen maken een stof zuur, en hoe hoger de concentratie, hoe krachtiger het zuur. Waterstoffluoride is op zichzelf niet het sterkste zuur, maar het is wel een belangrijk onderdeel van een aantal zeer sterke zuur.

Kryptoniet van fluorantimoonzuur:Teflon

Ondanks zijn overweldigende kracht heeft fluorantimoonzuur een achilleshiel:het kan polytetrafluorethyleen (PTFE), algemeen bekend als teflon, niet eroderen.

Teflon-containers zijn dus de gekozen vaten om deze krachtige vloeistof op te slaan. Een andere opslagmethode is een waterstoffluoride-oplossing, waarbij onze recordhouder geen explosieve ontbinding ondergaat.

Maar pas op:dit zuur lost glas, de meeste kunststoffen en elke organische verbinding op. Het reageert zelfs explosief met water.

Het is zeker geen wetenschappelijk experiment op school. Het vergt respect en kan het beste worden overgelaten aan doorgewinterde scheikundigen en experts in de organische chemie.

Protonering:de superkracht van fluorantimonzuur

Het unieke talent van fluorantimoonzuur is protonering:het doneert protonen aan organische verbindingen. Dit verandert de eigenschappen van de verbinding, zoals massa, oplosbaarheid en hydrofiliteit.

Een dergelijke eigenschap is van onschatbare waarde voor scheikundigen, die helpen bij chemische reacties, glas etsen, benzine raffineren en zelfs explosieven maken. Hoewel het de titel van 's werelds sterkste zuur draagt, beweren sommigen dat fluorwaterstofzuur riskanter is vanwege de aanwezigheid ervan in gewone producten, waardoor accidentele blootstelling waarschijnlijker wordt.

Voor degenen die dapper genoeg zijn om met superzuren te werken, is persoonlijke beschermingsmiddelen, inclusief ademhalingstoestellen en veiligheidsbrillen, niet onderhandelbaar. Het is het pantser van de moderne scheikundige tegen een stof die vlees en botten in een oogwenk kan oplossen.

Vergeleken met andere zuren

Het chemische domein is enorm, en hoewel fluorantimoonzuur zijn gerespecteerde status heeft, is er nog een hele reeks andere fascinerende zuren die het vermelden waard zijn. Laten we de unieke eigenschappen van deze zuren onderzoeken en ingaan op hun sterke en zwakke punten en hun rol in verschillende processen.

Carboraanzuren

Deze behoren tot de sterkste van de sterke zuren, naast fluorantimoonzuur. Hun unieke moleculaire structuur, ondersteund door onderzoek van de American Chemical Society, helpt hen hun potentie te behouden.

Wat hen onderscheidt is hun zwakke binding met waterstofionen, waardoor ze minder corrosief zijn dan fluorantimoonzuur.

Magisch zuur

Het klinkt fantastisch, maar Magic Acid is heel reëel! Het wordt gevormd door fluorzwavelzuur (HSO₃F) en antimoonpentafluoride (SbF₅) te mengen. Dit zuur dissocieert volledig in een waterige oplossing, waarbij een hoge concentratie waterstofionen vrijkomt.

Salpeterzuur, fosforzuur en perchloorzuur

Dit zijn voorbeelden van sterke zuren die volledig dissociëren wanneer ze in water worden opgelost. Hoewel ze misschien niet de extreme zuurgraad van fluorantimoonzuur evenaren, zijn ze essentieel in industrieën, variërend van de productie van kunstmest tot raketbrandstof.

Benzoëzuur en oxaalzuur

Deze zwakke zuren dissociëren niet volledig in water. Ze spelen echter een cruciale rol in ons dagelijks leven, van het bewaren van voedsel tot schoonmaakmiddelen.

Hydroniumion

Alle zuren produceren, wanneer opgelost in water, dit positief geladen ion. Het is de echte boosdoener achter de zure eigenschappen van een oplossing.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Dat is grappig

"Manieren om iPhones te vernietigen" is een vermakelijk genre op YouTube. Of ze nu met een hamer worden verbrijzeld of worden opgelost met chemicaliën zoals gallium, broom of fluorantimoonzuur, burgerwetenschappers gebruiken een reeks methoden om de duurzaamheid van moderne technologie op de proef te stellen.