Найсильніша кислота. Формула найсильнішою кислоти

Про те, яка кислота найсильніша, сперечалися не одне покоління хіміків. У різні часи це звання отримувала азотна, сірчана, соляна кислота. Деякі вважали, що сильніше плавикової кислоти сполуки бути не може. Останнім часом отримані нові з`єднання з сильними кислотними властивостями. Може бути, саме серед них є найсильніша кислота в світі? У цій статті розглянуті характеристики найбільш сильних стійких кислот нашого часу і дано їх короткі хімічні характеристики.

поняття кислоти

Хімія - точна кількісна наука. І звання «Найсильніша кислота» має бути обґрунтовано приписано тієї чи іншої речовини. Що ж може бути головним показником, який характеризує силу будь-якого з`єднання?

Для початку давайте згадаємо класичне визначення кислоти. В основному це слово застосовується для складних хімічних сполук, які складаються з водню і кислотного залишку. Кількість атомів водню в поєднанні залежить від валентності кислотного залишку. Наприклад, в молекулі соляної кислоти присутній лише один атом водорода- а сірчана кислота вже володіє двома атомами Н⁺.

властивості кислот

Все кислоти володіють деякими хімічними властивостями, які можна назвати загальними для даного класу хімічних сполук.

• Здатність взаємодіяти з металами, виділяючи при цьому водень.
• Здатність взаємодіяти з підставами, виділяючи при цьому солі.
• Здатність змінювати колір індикаторів - наприклад, викликати почервоніння лакмусового паперу.

У всіх вищеназваних властивості проявляється ще одне «вміння» будь-якої відомої кислоти - це здатність віддавати атом водню, замінюючи його на атом іншої хімічної речовини або молекулу якого-небудь з`єднання. Саме ця здатність характеризує «силу» кислоти і ступінь її взаємодії з іншими хімічними елементами.

Вода і кислота

Наявність води значно зменшує здатність кислоти віддавати атоми водню. Це пояснюється тим, що водень здатний утворювати власні хімічні зв`язки між молекулами кислоти і води, тим самим його здатність відокремлюватися від основи менше, ніж у нерозбавлених кислот.

суперкислоти

Слово «суперкислоти» введений в хімічний словник в 1927 році, з легкої руки знаменитого хіміка Джеймса Конанта.

Еталоном фортеці цієї хімічної сполуки є концентрована сірчана кислота. Хімічна речовина або будь-яка суміш, що перевищує показник кислотності концентрованої сірчаної кислоти, називається суперкислоти. Значення сверхкіслоти визначається її здатністю надавати позитивний електричний заряд будь-якої підстави. За базовий параметр для визначення кислотності прийнятий відповідний показник H₂SO₄ . Серед кислот сильної дії спостерігаються речовини з досить незвичайними назвами і властивостями.

Відомі сильні кислоти

Найвідоміші кислоти з курсу неорганічної хімії - це йодоводородная (HI), бромоводородной (HBr), соляна (HCl), сірчана (H₂SO₄) І азотна (HNO₃) Кислоти. Всі вони володіють великим показником кислотності і здатні реагувати з більшістю металів і підстав. У цьому ряду найсильнішою кислотою є суміш азотної і соляної кислоти, яка отримала назву «царська горілка». Формула найсильнішою кислоти цього ряду -HNO_{3 + 3} HCl. Це з`єднання здатне розчиняти навіть дорогоцінні метали - такі, як золото і платину.

Як не дивно, плавикова кислота, яка представляє собою з`єднання водню найсильнішим галогеном - фтором, в претенденти на звання «Найсильніша кислота в хімії» так і не потрапила. Єдиною особливістю цієї речовини є здатність розчиняти скло. Тому зберігають таку кислоту в поліетиленовій тарі.

Сильні органічні кислоти

Претенденти на титул «Найсильніша кислота в органічній хімії» - мурашина і оцтова кислоти. Мурашина кислота є найсильнішою в гомологічної ряду граничних кислот. Свою назву вона отримала через те, що деяка частина її міститься в виділеннях мурашок.

Оцтова кислота трохи слабше мурашиної, але спектр її поширення набагато ширше. Вона часто зустрічається в соках рослин і утворюється при окисленні різної органіки.

Останні розробки в області хімії дозволили синтезувати нову речовину, здатну конкурувати з традиційними органічними речовинами. Тріфторметансульфокіслота має показник кислотності вище, ніж у сірчаної. При цьому CF3SO3H є стабільною гигроскопичной рідиною з встановленими фізико-хімічними властивостями при нормальних умовах. На сьогодні титул "Найсильніша органічна кислота" може бути присвоєно цьому з`єднанню.

Багато хто може подумати, що ступінь кислотності не може бути значно вище показника сірчаної кислоти. Але останнім часом вчені синтезували ряд речовин, у яких параметри кислотності в кілька тисяч разів перевищують значення сірчаної кислоти. Аномально високі значення кислотності володіють сполуки, одержувані при взаємодії протонних кислот з кислотами Льюїса. У науковому світі вони називаються: комплексні протонні кислоти.

магічна кислота

Так. Все правильно. Магічна кислота. Так і називається. Магічна кислота є сумішшю фтороводорода або фтор сульфороновой кислоти з пентафлорідом сурми. Хімічна формула цього з`єднання представлена на малюнку:

Таке дивне назва магічна кислота отримала на різдвяній вечірці хіміків, яка сталася на початку 1960 років. Один із співробітників дослідницької групи Дж. Олаха показав забавний фокус, розчинивши воскову свічку в цій дивній рідини. Ця одна з найсильніших кислот нового покоління, але речовина, яке перевершить її по силі і кислотності, вже синтезовано.

Найсильніша кислота в світі

Carborane acid - карборановая кислота, яка є на сьогоднішній день найбільш сильним з`єднанням в світі. Формула найсильнішою кислоти виглядає таким чином: H (CHB11Cl11).

Цей монстр був створений в 2005 році в Каліфорнійському університеті при тісній співпраці з Новосибірським інститутом каталізу СО РАН.

Сама ідея синтезу виникла в головах вчених разом з мрією про нові, небачені досі молекулах і атомах. Нова кислота в мільйон разів сильніше сірчаної, при цьому вона абсолютно не агресивна, і найсильніша кислота легко може зберігатися в скляній пляшці. Правда, з часом скло все-таки розчиняється, а при підвищенні температури швидкість такої реакції значно збільшується.

Така дивовижна м`якість обумовлена високою стабільністю нового з`єднання. Як і всі хімічні речовини, що відносяться до кислот, карборановая кислота легко вступає в реакцію, віддаючи свій єдиний протон. При цьому основа кислоти є настільки стабільним, що хімічна реакція далі не йде.

Хімічні властивості карборановой кислоти

Нова кислота - відмінний донор протона Н⁺. Саме це і визначає силу цієї речовини. Розчин карборановой кислоти містить більше іонів водню, ніж будь-яка інша кислота в світі. У хімічній реакції SbF₅ - пентафторид сурми, пов`язує Ілон фтору. При цьому вивільняються нові і нові атоми водню. Тому карборановая кислота і є найсильнішою в світі - суспензія протонів в її розчині більше аналогічного показника сірчаної кислоти в 2-10¹⁹ раз.

Однак кислотне підставу цього з`єднання приголомшливо стабільно. Молекула цієї речовини складається з одинадцяти атомів брому і такої ж кількості атомів хлору. У просторі ці частинки утворюють складну, геометрично правильну фігуру, яку називають Ікосаедр. Таке розташування атомів є найбільш стійким, і це пояснює стабільність карборановой кислоти.

Значення карборановой кислоти

Найсильніша кислота в світі принесла своїм творцям заслужені нагороди і визнання в науковому світі. Хоча все властивості нової речовини до кінця не вивчені, вже стає зрозумілим, що значення цього відкриття виходить за рамки лабораторій і науково-дослідних інститутів. Карборановую кислоту можна використовувати в якості потужного каталізатора при різних промислових реакціях. Крім цього, нова кислота може взаємодіяти з найбільш упертими хімічними речовинами - інертними газами. В даний час ведуться роботи, допускають можливість вступу в реакцію ксенону.

Безсумнівно, дивовижні властивості нових кислот знайдуть своє застосування в самих різних областях науки і техніки.