高中化学竞赛 中级无机化学超酸(共11张PPT).ppt

表示酸度：pH = -lg[H+]10 mol•L-1的某强酸：推测 → 酸度为1 mol · L-1的10倍实际 → 酸度为1 mol · L-1的1000倍§1-5 超酸超酸不适用于高浓度强酸溶液1. 酸度函数 H0稀酸溶液和弱酸体系（[H+] = 10-1~ 10-14）[H+]与酸浓度存在关系式B+H+BH+指示剂 待测强酸1932年，L. P. Hammett 提出酸度函数 H0用以描述高浓度强酸溶液的酸度原理：通过一种与强酸反应的 弱碱 的 质子化程度来表示强酸的酸度作为指示剂对B的共轭酸：[B][H+]K(BH+) = [BH+][H+] = -lg[H+] = -lg K(BH+) - lgH0 ≡酸度函数：弱碱指示剂的质子化程度 由此知待测酸的酸度H0BH+B + H+K(BH+ )[BH+][B][BH+][B][BH+][B]-lg[H+] = PK(BH+) - lg[BH+][B]PK(BH+) :指示剂酸型的解离常数，同溶剂中为定值指示剂酸型的解离常数，同溶剂中为定值超酸酸性体系给质子能力等于或大于类型应用纯H2SO4H0 ＝ –11.92. 超酸用酸度函数 H0 表示酸度（1）超酸的类型Lewis酸：SbF5、 AsF5等(已知最强的Lewis酸)（-15.1） 魔酸magic acidSbF5(0.4 mol%) • HSO3F H0 = – 17HF – SbF5(0.6 mol%)SbF5(90 mol%) • HSO3FH0 = –21.1H0 = – 26.5 单一体系质子酸： H2SO4 ， HSO3F，HClO4，HF等混合体系黑线：用指示剂测得；虚线：由动力学测定估算得。

括号中数字：Lewis酸的mol%常见超酸的酸度范围金属羰基化合物 Fe(CO)5 + H+(超酸)有机金属化合物 Fe(C5H5)2 + H+(超酸)[HFe(CO)5]+[HFe(C5H5)2]+ 使非常弱的碱质子化酮、羧酸、醇、醚、酰胺、硝基化合物Fe表现出Lewis碱性!（2）超酸在化学中的应用(C6H5)3COH超酸如100% H2SO4(C6H5)3COH2+-H2OH+(C6H5)3C+（2）超酸在化学中的应用Olah于1994年获得Nobel化学奖 生成碳正离子I2+、I3+、Br2+、Br3+S162+、S82+、S42+Se8+、、Se42+ 合成介质严格无还原性、无碱性特点强氧化性、强酸性制备非金属正离子（2）超酸在化学中的应用建议阅读书籍作者：G. A. Olah，et al2009年第2版建议阅读文献R. J. Gillespie, J. Laing,Superacid solutions in hydrogen fluoride,J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, 6035。