フルオロアンチモン酸
フッ化水素と五フッ化アンチモンの様々な比の混合物
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フルオロアンチモン酸（フルオロアンチモンさん、fluoroantimonic acid）あるいはヘキサフルオロアンチモン酸（ヘキサフルオロアンチモンさん、hexafluoroantimonic acid）は、フッ化水素と五フッ化アンチモンの様々な比の混合物である[1]。1対1の混合物はこれまで知られている中で最も強い超酸を形成する。この酸は、炭化水素でさえもプロトン化することができ、カルボカチオンとH2を与える[2]。
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| 物質名 | |||
|---|---|---|---|
Fluoroantimonic acid | |||
| 識別情報 | |||
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3D model (JSmol) |
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| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.037.279 | ||
| EC番号 |
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PubChem CID |
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CompTox Dashboard (EPA) |
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| 性質 | |||
| F6HSb | |||
| モル質量 | 236.758 g·mol−1 | ||
| 精密質量 | 235.902062306 g mol−1 | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 酸解離定数 pKa | −25 | ||
| 塩基解離定数 pKb | 39 | ||
| 危険性 | |||
| 労働安全衛生 (OHS/OSH): | |||
主な危険性 |
強い腐食性・激しい加水分解性 | ||
目への危険性 |
大いにあり。 | ||
皮膚への危険性 |
大いにあり。 | ||
| GHS表示: | |||
       | |||
| Danger | |||
| H240, H271, H290, H300+H310+H330, H314, H350, H410, H411, H441 | |||
| P260, P264, P273, P280, P284, P301+P310 | |||
| NFPA 704（ファイア・ダイアモンド） | |||
| 関連する物質 | |||
| 関連する酸 | HF SbF5 マジック酸 | ||
フッ化水素 (HF) とSbF5の反応は発熱反応である。HFは非常に優れた酸化剤であり、SbF5分子を攻撃し付加体を与える。フルオロアンチモン分子では、アニオンが水素に配位している。以前は、非常に弱い求核性および非常に弱い塩基性しか示さないため、非配位性陰イオンに分類されていた。
フルオロアンチモン酸分子のプロトンは「裸」であると呼ばれるにもかかわらず、実際はヒドロニウムイオンのように、非常に弱い供与結合によってフッ素原子に常に付加している[3]。しかしながら、この非常に弱い供与結合が、この系の強烈な酸性に必要である。フルオロアンチモン酸は、100%硫酸よりも2×1019（2000京）倍強い[4]。
構造
![{\displaystyle {[\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {F} {\vphantom {A}}^{+}][\mathrm {Sb} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{11}}{\vphantom {A}}^{-}~]}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f7f50b43e5d8919d58e6df5980780a4970186ac0)
![{\displaystyle {[\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{+}][\mathrm {Sb} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{11}}{\vphantom {A}}^{-}~]}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2e5512d54022a2183871c492e7025bc5e6ea8e89)
![{\displaystyle {\mathrm {Sb} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {F} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{11}}{\vphantom {A}}^{-}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ca28d7422e535bf09230efd4e0b13f56718323eb)
![{\displaystyle {\mathrm {SbF} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{6}}{\vphantom {A}}^{-}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e4e3b1c5dd7a65f2f1be4d49b144b97ae4362eb3)
応用
![{\displaystyle {(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {CH} \ {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}{}\mathrel {\longrightarrow } {}(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {C} {\vphantom {A}}^{+}\ {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/69f32da51245165a7f91655db30c01b9beaae07b)
![{\displaystyle {(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {C} \ {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}{}\mathrel {\longrightarrow } {}(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {C} {\vphantom {A}}^{+}\ {}+{}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/245c2e7c54befe3a1fca2290887c015be51f40d6)
安全性
HF-SbF5は、水によって迅速かつ爆発的に分解する。また、実質的に知られている全ての溶媒と反応する[1]。HF-SbF5と共存できることが確かめられている溶媒は、塩化フッ化スルフリルおよび液化二酸化硫黄である。クロロフルオロカーボン (Chlorofluorocarbon) も溶媒として使用される。HF-SbF5の容器はPTFE（テフロン）製である。