يعد حمض الفلوروأنتيمونيك أحد أقوى الأحماض الفائقة المعروفة، حيث تبلغ دالة حموضة هاميت -21. وهو عبارة عن خليط من فلوريد الهيدروجين وخماسي فلوريد الأنتيمون.
| اسم الأيوباك | حمض الفلوروأنتيموني (V) |
| الصيغة الجزيئية | ح [SbF6] |
| CAS رقم | 16950-06-4 |
| المرادفات | سداسي فلورو أنتيمونات الهيدروجين (V)، سداسي فلوريد الأنتيمون المائي، فلوريد هيدروجين الأنتيمون، حمض الهيدروفلوريك مع خماسي فلورو أنتيمون (1:1) |
| إنتشي | InChI=1S/F6Sb.H/h1H;/q+1;/p-1 |
الرقم الهيدروجيني لحمض الفلورأنتيمونيك
حمض الفلوروأنتيمونيك هو حمض فائق الحموضة ودرجة حموضة أقل من -14. وذلك لأن مقياس الرقم الهيدروجيني يقيس تركيز أيونات الهيدروجين (H+) في المحلول والأحماض الفائقة لديها تركيزات أعلى من أيونات H+ مقارنة بالمياه النقية.
لا تستطيع أجهزة قياس الأس الهيدروجيني التقليدية قياس الأس الهيدروجيني لحمض الفلورأنتيمونيك بدقة لأنها غير مصممة للتعامل مع مثل هذه الأحماض القوية. وبدلاً من ذلك، يستخدم العلماء دالة حموضة هاميت لقياس حموضة حمض الفلورأنتيمونيك. تقارن دالة حموضة هاميت حموضة الأحماض الفائقة باستخدام درجة بروتون مركب مرجعي. يتمتع حمض الفلوروأنتيمونيك بوظيفة حموضة هاميت تبلغ -21، وهي القيمة الأكثر سالبة قدر الإمكان وتشير إلى أنه أحد أقوى الأحماض الفائقة المعروفة.
هيكل حمض الفلورأنتيمونيك:
يحتوي حمض الفلوروأنتيمونيك على بنية جزيئية تتكون من أيون الهيدروجين (H+) وأيون سداسي فلورو أنتيمونيك (V) ([SbF6]^-). يعمل أيون SbF6 كحمض لويس، بينما يعمل أيون H+ كحمض برونستد. المركب قطبي للغاية بسبب الاختلاف في السالبية الكهربية بين ذرات الهيدروجين والفلور. الرابطة بين الأنتيمون والفلورايد تساهمية، في حين أن الرابطة بين الهيدروجين والفلورايد تساهمية قطبية.
الكتلة المولية لحمض الفلوروأنتيمونيك:
يحتوي حمض الفلوروأنتيمونيك على كتلة مولية تبلغ 216.74 جم/مول. وهو حمض فائق التفاعل ومسبب للتآكل ويتكون من فلوريد الهيدروجين (HF) وخماسي فلوريد الأنتيمون (SbF5). يمكن أن تعزى الكتلة المولية العالية لحمض الفلوروأنتيمونيك إلى وجود ذرة الأنتيمون الثقيلة في تركيبه الجزيئي.
درجة غليان حمض الفلوروأنتيمونيك:
HSbF6 هو مركب شديد التفاعل وغير مستقر، وبالتالي ليس له نقطة غليان محددة. ويتحلل عند درجات حرارة أعلى من -10 درجة مئوية، ويطلق أبخرة سامة من غاز فلوريد الهيدروجين. تُقدر نقطة غليانه بحوالي 20-30 درجة مئوية، لكن هذه ليست معلمة مفيدة لوصف خصائص HSbF6.
نقطة انصهار حمض الفلورأنتيمونيك:
لا يحتوي HSbF6 على نقطة انصهار محددة جيدًا نظرًا لطبيعته شديدة التفاعل. يمكن أن يوجد فقط في حالة سائلة ويتحلل بسرعة عند التبريد إلى درجات حرارة منخفضة. تشير التقديرات إلى أنه يتحلل بحوالي -90 درجة مئوية، ويطلق أبخرة سامة من فلوريد الهيدروجين وخماسي فلوريد الأنتيمون.
كثافة حمض الفلوروأنتيمونيك جم/مل:
تبلغ كثافة HSbF6 2.1 جم/مل. ويمكن أن تعزى هذه الكثافة العالية إلى وجود ذرات الأنتيمون الثقيلة في تركيبها الجزيئي. وهو مركب شديد التآكل والتفاعل ويجب التعامل معه بحذر شديد. كما أن كثافة HSbF6 تجعل من الصعب التعامل معها في المختبر.
الوزن الجزيئي لحمض الفلوروأنتيمونيك:
الوزن الجزيئي لحمض الفلوروأنتيمونيك هو 236.76 جم / مول. ويتكون من أيون هيدروجين واحد، وأيون أنتيمون واحد، وستة أيونات فلوريد. يمكن أن يعزى الوزن الجزيئي العالي لحمض الفلوروأنتيمونيك إلى وجود ذرة الأنتيمون الثقيلة في تركيبه الجزيئي.
صيغة حمض الفلورأنتيمونيك:
الصيغة الكيميائية لحمض الفلوروأنتيمونيك هي H[SbF6]. وهو يتألف من أيون الهيدروجين (H+) وأيون سداسي فلورو أنتيمونات (V) ([SbF6]^-). يتكون أيون [SbF6]^- من تفاعل خماسي فلوريد الأنتيمون (SbF5) مع فلوريد الهيدروجين (HF). تمثل الصيغة أبسط نسبة عددية صحيحة للذرات الموجودة في المركب.
| مظهر | عديم اللون إلى سائل أصفر شاحب |
| جاذبية معينة | 2.1 جرام/مل |
| لون | عديم اللون إلى أصفر شاحب |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 236.76 جم/مول |
| كثافة | 2.1 جرام/مل |
| نقطة الانصهار | يتحلل حوالي -90 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | يتحلل فوق -10 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | يتفاعل بعنف مع الماء |
| الذوبان | قابل للذوبان في HF اللامائي، SbF5، SO2F2 وSO2ClF |
| ضغط البخار | غير قابل للتطبيق |
| كثافة بخار | غير قابل للتطبيق |
| PKa | -21 (وظيفة حموضة هاميت) |
| الرقم الهيدروجيني | أقل من -14 |
ملحوظة: حمض الفلوروأنتيمونيك هو مركب شديد التفاعل ومسبب للتآكل ويجب التعامل معه بحذر شديد. ومن الصعب قياس خواصه الفيزيائية والكيميائية بدقة بسبب طبيعته غير المستقرة والطرق المحدودة المتاحة لمعالجته. القيم المدرجة في هذا الجدول هي تقديرات تستند إلى الأدبيات المتاحة وقد لا تكون دقيقة.
سلامة ومخاطر حمض الفلوروأنتيمونيك
حمض الفلوروأنتيمونيك هو مادة شديدة الخطورة ومسببة للتآكل وتشكل مخاطر كبيرة على الصحة والسلامة. وهو عامل مؤكسد قوي يمكن أن يتفاعل بعنف مع الماء والمركبات العضوية وحتى بعض المعادن. يمكن أن يسبب حروقًا شديدة وتلفًا في الأنسجة عند ملامسته للجلد أو العينين، كما أن استنشاق أبخرةه يمكن أن يسبب ضيقًا في التنفس وتلفًا في الرئة.
يجب على الموظفين المدربين التعامل مع حمض الفلوروأنتيمونيك باستخدام معدات متخصصة وملابس واقية في مختبرات جيدة التهوية ومجهزة بشكل مناسب. تنظم الوكالات التنظيمية بشكل صارم وتحد من استخدام حمض الفلوروأنتيمونيك بسبب قدرته على التسبب في إصابات خطيرة وأضرار بيئية.
| رموز الخطر | تآكل |
| وصف الأمان | لا تتنفس الأبخرة. ارتداء القفازات والملابس وحماية العين / الوجه. تجنب التلامس مع الجلد والاعين والملابس. استخدم فقط تحت غطاء كيميائي. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN3264 |
| رمز النظام المنسق | 28111990 |
| فئة الخطر | 8 (المواد المسببة للتآكل) |
| مجموعة التعبئة | ثالثا |
| تسمم | شديدة السمية ومسببة للتآكل؛ يمكن أن يسبب حروقًا شديدة وتلفًا في الأنسجة عند ملامسته للجلد أو العينين، كما أن استنشاق أبخرةه يمكن أن يسبب ضيقًا في التنفس وتلفًا في الرئة. |
طرق تخليق حمض الفلوروأنتيمونيك
عادة ما يتم تصنيع حمض الفلوروأنتيمونيك (HSbF6) عن طريق خلط فلوريد الهيدروجين (HF) وخماسي فلوريد الأنتيمون (SbF5) بنسبة مولية قدرها 1:1. يحدث التفاعل تحت ظروف لا مائية وفي درجات حرارة منخفضة لمنع تحلل الحمض الفائق الناتج. يمكن تمثيل رد الفعل العام على النحو التالي:
HF + SbF5 → HSbF6
يكون التفاعل طاردًا للحرارة بدرجة كبيرة ويمكن أن يطلق كمية كبيرة من الحرارة. ولذلك، يتم تنفيذه عادة في بيئة جيدة التهوية ومراقبة، مثل غطاء الأبخرة الكيميائية، باستخدام تدابير الحماية المناسبة.
لتحضير HSbF6، يمكن تفاعل ثلاثي فلوريد الأنتيمون (SbF3) مع HF في وجود عامل مؤكسد مثل SbF5 أو ثنائي فلوريد ثاني أكسيد الكبريت (SO2F2). يتطلب هذا التفاعل ظروفًا لا مائية ودرجات حرارة منخفضة. يمكن التعبير عن رد الفعل على النحو التالي:
SbF3 + 3HF + SO2F2 → HSbF6 + SO2
HSbF6 هو مركب شديد التفاعل وغير مستقر ويتطلب معالجة وتخزينًا خاصين. وعادة ما يتم تخزينه في حاويات محكمة الغلق تحت ظروف لا مائية وفي درجات حرارة منخفضة لمنع التحلل. تعتبر تدابير السلامة ومعدات الحماية المناسبة ضرورية عند العمل مع HSbF6 بسبب سميته العالية وقابليته للتآكل.
استخدامات حمض الفلوروأنتيمونيك
يعد حمض الفلوروأنتيمونيك (HSbF6) واحدًا من أقوى الأحماض الفائقة المعروفة وله نطاق واسع من التطبيقات الصناعية والبحثية. فيما يلي بعض استخدامات حمض الفلوروأنتيمونيك:
- يعمل HSbF6 كمحفز في التفاعلات الكيميائية المختلفة، بما في ذلك الألكلة، والأيزومرات، والبلمرة.
- تستخدم صناعة البتروكيماويات HSbF6 في إنتاج البنزين عالي الأوكتان والمواد الهيدروكربونية الأخرى.
- يستخدم الباحثون في صناعة الأدوية HSbF6 كمحفز في تركيب المنتجات الصيدلانية المختلفة، بما في ذلك الأدوية المضادة للفيروسات والمضادة للسرطان.
- يجد HSbF6 تطبيقًا في نقش وتنظيف المكونات الإلكترونية، مثل الرقائق الدقيقة وأشباه الموصلات، المستخدمة في إنتاج المكونات الإلكترونية.
- يستخدم العلماء HSbF6 كأداة بحث في مجالات مختلفة من الكيمياء وعلوم المواد، بما في ذلك تركيب مواد جديدة ودراسة التفاعلات الكيميائية.
HSbF6 عبارة عن مادة شديدة التفاعل وخطيرة وتتطلب معالجة متخصصة وإجراءات وقائية. إنه منظم بشكل صارم ويجب استخدامه فقط من قبل موظفين مدربين في مختبرات مجهزة تجهيزًا جيدًا. إن المخاطر المحتملة المرتبطة بـ HSbF6 تحد من استخدامه في التطبيقات المتخصصة التي لا تتوفر لها بدائل أخرى.
أسئلة:
هل يمكن لحمض الفلوروأنتيمونيك أن يذيب الماس؟
يمكن لـ HSbF6 إذابة الماس بسبب خصائصه الحمضية القوية. يمكن للمهنيين المدربين في المختبرات المجهزة تجهيزًا جيدًا مع تدابير السلامة المناسبة ومعدات الحماية تنفيذ التفاعل الخطير للغاية بين الماس و HSbF6. ومع ذلك، فهي ليست طريقة عملية أو فعالة من حيث التكلفة لمعالجة الماس أو قطعه. يعد القطع الميكانيكي أو القطع بالليزر أكثر شيوعًا نظرًا لكفاءته وسلامته.
أين يمكن شراء حمض الفلوروأنتيمونيك؟
يعد شراء HSbF6 أمرًا صعبًا للغاية نظرًا لطبيعته شديدة الخطورة والتنظيم. يمكن فقط للشركات أو المؤسسات المعتمدة والمرخصة والتي لديها التصاريح والمعدات اللازمة التعامل مع الأحماض وتخزينها بأمان.
تصنف اتفاقية الأسلحة الكيميائية (CWC) ومعايير مكافحة الإرهاب الخاصة بالمرافق الكيميائية الأمريكية (CFATS) HSbF6 على أنه مادة خطرة وخاضعة للرقابة.
تقوم الوكالات الحكومية مثل وكالة حماية البيئة (EPA)، ووزارة الأمن الداخلي (DHS)، ومكتب الصناعة والأمن (BIS) بتنظيم ومراقبة بيع وشراء HSbF6 بشكل صارم.
إذا كانت لديك حاجة مشروعة لـ HSbF6، فيمكنك الاتصال بموردي المواد الكيميائية المعتمدين أو معاهد الأبحاث للحصول على التصاريح والخبرة اللازمة.
ومع ذلك، يجب عليك تقديم مبررات مفصلة والحصول على الموافقات والتصاريح اللازمة قبل إجراء أي عملية شراء.