Магическая кислота.

[Малюгин Фёдор]

Как так получается, что смесь SbF5 и HSO3F (т.н. магическая кислота) обладает огромной кислотностью, но при этом депротонирует углеводороды? 

 

Как записать процесс растворения серы в этой кислоте?

[yatcheh]

8 минут назад, Малюгин Фёдор сказал:

Как так получается, что смесь SbF5 и HSO3F (т.н. магическая кислота) обладает огромной кислотностью, но при этом депротонирует углеводороды? 

 

Как записать процесс растворения серы в этой кислоте?

 

Таки может быть всё-таки "протонирует" углеводороды?

 

3S + 6HSO₃SbF₆ = 2[H₃S]SO₃SbF₆ + [S(SO₃)₄](SbF₆)₄

 

Если что - это мне так имхуется

[Малюгин Фёдор]

14 минут назад, yatcheh сказал:

 

Таки может быть всё-таки "протонирует" углеводороды?

 

3S + 6HSO₃SbF₆ = 2[H₃S]SO₃SbF₆ + [S(SO₃)₄](SbF₆)₄

 

Если что - это мне так имхуется

Странно, в третьякове написано про депротонирование, да и с серой написано, что образуется катион S₈²⁺  и из-за этого раствор приобретает синий окрас.  

[yatcheh]

7 минут назад, Малюгин Фёдор сказал:

Странно, в третьякове написано про депротонирование, да и с серой написано, что образуется катион S₈²⁺  и из-за этого раствор приобретает синий окрас.  

 

На счёт "депротонирования" в Третьякове - банальнейшая опечатка, ничего более.

Насчёт катиона S82+ - ну, тут законный вопрос возникает. Кислотно-основное взаимодействие не предполагает изменения степени окисления. В противном случае речь должна идти о химической реакции.

В случае серы образование ТОЛКЬО катиона S82+ априори предполагает химическую реакцию с выделением водорода:

S8 + 2HSO3SbF6 = [S8²⁺](SO3SbF6^-)2 + H2

В этом нет ничего такого... Для достаточно сильной кислоты молекула S8 может оказаться правее водорода.

Просто я предложил вариант с внутри- а не внешне-молекулярным окислением-восстановлением. 

Если я не прав - ничего удивительного. 

 

[Nimicus]

Там опечатка насчет депротонирования. Магическая кислота протонирует, но и, можно сказать, дегидрирует (после протонирования образуется катион с пентакоординированным углеродом, который теряет молекулу H₂ и дает обычный карбокатион).

[Малюгин Фёдор]

42 минуты назад, yatcheh сказал:

 

На счёт "депротонирования" в Третьякове - банальнейшая опечатка, ничего более.

Насчёт катиона S82+ - ну, тут законный вопрос возникает. Кислотно-основное взаимодействие не предполагает изменения степени окисления. В противном случае речь должна идти о химической реакции.

В случае серы образование ТОЛКЬО катиона S82+ априори предполагает химическую реакцию с выделением водорода:

S8 + 2HSO3SbF6 = [S8²⁺](SO3SbF6^-)2 + H2

В этом нет ничего такого... Для достаточно сильной кислоты молекула S8 может оказаться правее водорода.

Просто я предложил вариант с внутри- а не внешне-молекулярным окислением-восстановлением. 

Если я не прав - ничего удивительного. 

 

Большое спасибо!

41 минуту назад, Nimicus сказал:

Там опечатка насчет депротонирования. Магическая кислота протонирует, но и, можно сказать, дегидрирует (после протонирования образуется катион с пентакоординированным углеродом, который теряет молекулу H₂ и дает обычный карбокатион).

Можете еще сказать: выше ведь тоже ошибка? Акцепторы протонов по Бренстеду - основания ведь

Изменено 16 Ноября, 2021 в 18:13 пользователем Малюгин Фёдор

[yatcheh]

9 минут назад, Малюгин Фёдор сказал:

Большое спасибо!

Можете еще сказать: выше ведь тоже ошибка? Акцепторы электронном по Бренстеду - основания ведь

 

Ошибка ошибочная!

 

Брёнстед только о протонах толкует. Акцептор протонов - основание. Донор - кислота. 

По Льюису кислота - акцептор электронов, основание - донор.

А у Третьякова тут смешано тёплое с широким. SbF5 - кислота Льюиса (акцептор электронов). С точки зрения Брёнстеда, это вообще - не кислота, поскольку водорода нету.

Да и выражение "акцептор протонов - кислота Брёнстеда" бред бреднейший.

[Малюгин Фёдор]

16 минут назад, yatcheh сказал:

 

Ошибка ошибочная!

 

Брёнстед только о протонах толкует. Акцептор протонов - основание. Донор - кислота. 

По Льюису кислота - акцептор электронов, основание - донор.

А у Третьякова тут смешано тёплое с широким. SbF5 - кислота Льюиса (акцептор электронов). С точки зрения Брёнстеда, это вообще - не кислота, поскольку водорода нету.

Да и выражение "акцептор протонов - кислота Брёнстеда" бред бреднейший.

Так и думал, да и если это к-та Льюиса, то по-идее она и не должна принимать протоны: это прерогатива оснований Льюиса ->  здесь тоже ошибка? (в предложение о том, что пентафториды - акцепторы протонов)

 

Еще интересно как добавление SbF5 увеличивает кислотность HF ? В моем представление кислотность связано с концентрацией H+, а в случае пентафторида и плавиковой она должна падать из-за образования [H2F][SbF6]

Изменено 16 Ноября, 2021 в 18:15 пользователем Малюгин Фёдор

[yatcheh]

8 минут назад, Малюгин Фёдор сказал:

Так и думал, да и если это к-та Льюиса, то по-идее она и не должна принимать протоны: это прерогатива оснований Льюиса ->  здесь тоже ошибка?

 

Еще интересно как добавление SbF5 увеличивает кислотность HF ? В моем представление кислотность связано с концентрацией H+, а в случае пентафторида и плавиковой она должна падать из-за образования [H2F][SbF6]

 

Если вы говорите о самодиссоциации безводного HF, то это - вообще не кислота. Муассану не удалось даже электролиз провести тщательно обезвоженного HF - он практически не диссоциирован.

Когда говорят о суперкислотах, то априори подразумевается функция кислотности Гаммета-Лоури , в противоположность кислотности Аррениуса, которая как раз базируется на функции pH - концентрации ионов водорода.

Принципиальное их различие в том, что кислотность Аррениуса - это мера депротонирования кислоты в избытке основания (в качестве основания обычно подразумевается вода). 

Кислотность же Гаммета - это раствор основания в кислоте - и мера протонирования основания в этой системе, где кислота в избытке.

В случае кислотности Аррениуса за эталон основания принимается вода. И рассматриваются достаточно разбавленные растворы кислот в воде.

В случае кислотности Гаммета-Лоури за эталон основания принят нитроанилин. И рассматриваются достаточно разбавленные растворы основания в кислотах (впрочем, справедливости ради - об эталонах тут полного согласия нет).

 

Что касается конкретной системы  HF-SbF5, то её кислотность действительно ограничена основностью HF, т.е. по Аррениусу - самая кислая кислота в этой системе - H2F+. Но в чистом HF концентрация этого катиона ничтожна, а при добавлении SbF5 она существенно возрастает.

Даже в чисто Аррениусовском смысле кислотность увеличивается.

Сравните две системы:

SO3 + H2O(изб) = H2SO4 + H2O(ост)

SbF5  + HF(изб) = HSbF6 + HF(ост)

Как-то коррелируют? 

[Малюгин Фёдор]

27 минут назад, yatcheh сказал:

 

Если вы говорите о самодиссоциации безводного HF, то это - вообще не кислота. Муассану не удалось даже электролиз провести тщательно обезвоженного HF - он практически не диссоциирован.

Когда говорят о суперкислотах, то априори подразумевается функция кислотности Гаммета-Лоури , в противоположность кислотности Аррениуса, которая как раз базируется на функции pH - концентрации ионов водорода.

Принципиальное их различие в том, что кислотность Аррениуса - это мера депротонирования кислоты в избытке основания (в качестве основания обычно подразумевается вода). 

Кислотность же Гаммета - это раствор основания в кислоте - и мера протонирования основания в этой системе, где кислота в избытке.

В случае кислотности Аррениуса за эталон основания принимается вода. И рассматриваются достаточно разбавленные растворы кислот в воде.

В случае кислотности Гаммета-Лоури за эталон основания принят нитроанилин. И рассматриваются достаточно разбавленные растворы основания в кислотах (впрочем, справедливости ради - об эталонах тут полного согласия нет).

 

Что касается конкретной системы  HF-SbF5, то её кислотность действительно ограничена основностью HF, т.е. по Аррениусу - самая кислая кислота в этой системе - H2F+. Но в чистом HF концентрация этого катиона ничтожна, а при добавлении SbF5 она существенно возрастает.

Даже в чисто Аррениусовском смысле кислотность увеличивается.

Сравните две системы:

SO3 + H2O(изб) = H2SO4 + H2O(ост)

SbF5  + HF(изб) = HSbF6 + HF(ост)

Как-то коррелируют? 

Ого, даже так... Я всегда думал, что HF малодиссоциируящая к-та, наподобие HPO3, и в данном случае не задумался про определяющую роль автопротолиза с образованием катиона, аналогичного катиону при реакции с пентафторидом, в кислотности HF! Большое спасибо за столь полный ответ и уделенное время, ваши аналогии и примеры мне действительно помогли, всего доброго !