混合酸

化学物质

混合酸是为了达到特定的目的，而将特定两种或两种以上的酸按特定的比例混合得到。

定义

很多时候酸性会增强。但不一定。硝酸和氢硫酸混合生成立硫单质和二氧化氮，酸性可消失，没有实际意义。

王水是一种非常强的混酸，浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3混合得到，利用了氯离子与金属离子的配位作用降低电极电位使反应可以发生。如金、铂不溶于浓硝酸却溶于王水。

要找最强的混酸，应该从固体超酸中查找。混合碱很少用到，但也有。混合酸中还有一种特例，如：超强酸，又称超酸。是一种比100%硫酸还强许多倍的酸。特别是液体超强酸，有的比98%硫酸强近10^12倍。

常见类型

常见的超强酸有

布朗斯特-劳莱超酸:HF HSO3Cl HSO3F HSO3CF3 HClO4

路易斯超酸:SbF5 AsF5 TaF5 NbF5

固体超酸:ZrO2-H2SO4 SbF5-SiO2-Al2O3

混合超酸:SbF5-HSO3F

超酸的主要类型

a.布朗斯特超酸，如HF、HClO4、HSO3Cl、HSO3F和HSO3CF3等，室温下为液体，本身为酸性溶剂。

b.路易斯超酸：SbF5、AsF5、TaF5和NbF5等，其中SbF5是如今已知最强的路易斯酸，可用于制备正碳离子和魔酸等共轭超酸。

c. 共轭布朗斯特——路易斯超酸：包括一些由布朗斯特和路易斯酸组成的体系。如：H2SO4·SO3(H2S2O7)；H2SO4·B(OH)3；HSO3F·SbF5；HSO3F等。

d. 固体超酸：硫酸处理的氧化物TiO2·H2SO4；ZrO2·H2SO4；路易斯酸处理的TiO2·SiO2等。

氟锑酸

（Fluoroantimonic acid），是氟化氢（HF）与五氟化锑（SbF5）的混合物，可全称为六氟合锑酸，如今已知最强的超强酸。其中，氟化氢提供质子（H+）和共轭碱氟离子（F?），氟离子通过强配位键与亲氟的五氟化锑生成具有八面体稳定结构的六氟化锑阴离子（SbF6?），而该离子是一种非常弱的亲核试剂和非常弱的碱。于是质子就成为了“自由质子”，从而导致整合体系具有酸性。氟锑酸的酸性通常是纯硫酸的2×10^19倍（哈米特酸度函数 = 31.3）。

魔酸

魔酸（Magic acid）是最早发现的超强酸，称它有魔法是因为它能够分解蜡烛中的蜡。魔酸是一种路易斯酸五氟化锑（SbF5）和一种质子酸氟磺酸（FSO3H）的混合物。魔酸是无色透明的粘稠液体，含杂质时为淡黄色、棕色甚至是黑绿色。有明显的刺激性气味，纯净的氟锑磺酸密度大致为3.61-3.82g/ml，无固定溶沸点（哈米特酸度函数 = 19.2）

碳硼烷酸

碳硼烷酸（Carborane superacid）：2004年，河滨加州大学的Christopher Reed研究小组合成出了这种最强的纯酸—碳硼烷酸（化学式：CHB11Cl11），碳硼烷的结构十分稳定且体积较大，一价负电荷被分散在碳硼烷阴离子的表面，因而与氢阳离子的作用很弱，从而具有令人吃惊的释放氢离子的能力。酸性是氟硫酸的一千倍，纯硫酸的一百万倍，但由于碳硼烷的结构稳定，在释出氢离子后难以再发生变化，因此腐蚀性极低，又被称为最温和的强酸。它能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。碳硼烷酸的应用十分广泛，可以用来制造“酸化”的有机分子，研究这些在自然界中短暂存在的有机分子有助于科学家了解物质发生变化的深层次机理，而科学家希望用碳硼烷酸酸化惰性气体氙，确定该气体的惰性强度。（哈米特酸度函数 = 18.0）

超酸酸度对照

以下的资料是以哈米特酸度函数作为依据，酸度以大负数H0值表示（负数的绝对值越大，酸性越强，纯硫酸的哈米特酸度函数为-11.93）：

氟锑酸【1:1】（1990）(H0值= -28)

魔酸【1:1】(1974)(H0值= -25)

碳硼烷酸（1969）(H0值= -18.0)

氟磺酸（1944）(-15.6)

三氟甲磺酸（1940）(-14.6)

固体超强酸SbF5—SiO2—Al2O3，SbF5—TiO2—SiO2(Ho = -13.75 ~ -14.52)

高氯酸（-13）

纯硫酸（-11.93）

超强酸的概述

又称超酸。是一种比100%硫酸还强的酸。特别是液体超强酸，HF.SbF5超酸比100%硫酸强10^19倍，有严重腐蚀性和严重公害。全氟磺酸树脂（Nafion-H）是如今已知的最强固体超强酸，具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚，得到全氟磺酸树脂。由于Nafion-H分子中引入电负性最大的氟原子，产生强大的场效应和诱导效应，从而使其酸性剧增。与液体超强酸相比，用作催化剂时，易于分离，可反复使用。且腐蚀性小，引起公害少，选择性好，容易应用于工业化生产。

超酸用途

a. 非电解质成为电解质，能使很弱的碱质子化（碳正离子）

b. 超酸中，解离出多卤素阳离子（I2）+、（I3）+、（Br2）+、（Cl2）+等

c. 良好的催化剂

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