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氟磺酸
氟磺酸（化學式：HSO3F），或称氟代硫酸，是通用的強酸之一。其分子结构以HSO3F描述較恰当，可以強調它和硫酸（H2SO4）的關係。HSO3F是四面體型分子。
| 氟磺酸 | |||
|---|---|---|---|
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| IUPAC名 Sulfurofluoridic acid | |||
| 系统名 Fluorosulfuric acid[來源請求] | |||
| 别名 | 氟硫酸、氟代硫酸、 氟代磺酸 | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 7789-21-1 | ||
| PubChem | 24603 | ||
| ChemSpider | 23005 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYAW | ||
| UN编号 | 1777 | ||
| EINECS | 232-149-4 | ||
| RTECS | LP0715000 | ||
| MeSH | Fluorosulfonic+acid | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | HFO3S | ||
| 摩尔质量 | 100.07 g·mol−1 | ||
| 精确质量 | 99.963042793 g mol-1 | ||
| 外观 | 无色液体 | ||
| 密度 | 1.84 g cm-3 | ||
| 熔点 | -87 °C（185.7 K） | ||
| 沸点 | 165 °C（438.5 K） | ||
| 溶解性（水） | 可溶 | ||
| pKa | -10 | ||
| pKb | 24 | ||
| 结构 | |||
| 配位几何 | 四面体 | ||
| 分子构型 | 四面体 | ||
| 危险性 | |||
| 警示术语 | R：R20, R35 | ||
| 安全术语 | S：S1/2, S26, S45 | ||
| MSDS | ICSC 0996 | ||
| 欧盟编号 | 016-018-00-7 | ||
| 欧盟分类 | 有害 Xn 腐蚀性 C | ||
| 相关物质 | |||
| 相关化学品 | 五氟化锑、三氟甲磺酸、 氢氟酸 | ||
| 若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
化學性質
氟磺酸是流动性强的無色液體。它可溶於極性的有機溶剂中（例如硝基苯、醋酸和醋酸乙酯），但在非極性溶剂（如烷烴）中不易溶解。它強酸的性質，使它能溶解幾乎所有的有機化合物，甚至弱質子接受体（弱鹼）。[1] HSO3F會緩慢的水解為氟化氢與硫酸。
相關的三氟甲磺酸CF3SO3H保有HSO3F的強酸性，但不易水解。
製備
- SO3 + HF → HSO3F
除此之外，用氟化氢钾或氟化钙与發煙硫酸在250°C反应，一旦產生HF，便以惰性氣體清除，HSO3F可在玻璃設備中分餾出來。[2]
超強酸
HSO3F是結構簡單的布朗斯特酸中已知的最強酸之一，雖然碳硼烷酸酸性更强。[3] 它的酸度（H0）为−15.1，而硫酸是−12。HSO3F和路易斯酸五氟化銻混合会產生「魔酸」，這是一個超強的質子给予体。這些酸都歸類在「超強酸」中，酸度比纯硫酸強。
應用
安全性
氟磺酸遇水解离出HF，有很強的毒性和腐蝕性。HSO3F加水會產生劇烈反應，如同硫酸加水一般。
參考資料
- ^ Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis 2001 John Wiley & Sons, Ltd
- ^ 2.0 2.1 Cotton, F.A.; Wilkinson, G. (1980) Advanced Inorganic Chemistry: A Comprehensive Text, 4th Edition, p.246, Wiley-Interscience Publications.
- ^ M. Juhasz, S. Hoffmann, E. Stoyanov, K.-C. Kim, C. A. Reed, Angewandte Chemie International Edition 43 5352 - 5355 2004.
- ^ Olah, G.; Farooq, O.; Husain, A.; Ding, N.; Trivedi, N.; Olah, J. (1991) Superacid HSO3F/HF-Catalyzed Butane Isomerisation. Catalysis Letters 10, 239-248.