フルオロアンチモン酸は、知られている中で最も強力な超酸の 1 つで、ハメット酸度関数は -21 です。フッ化水素と五フッ化アンチモンの混合物です。
| IUPAC名 | フルオロアンチモン酸(V) |
| 分子式 | H[SbF6] |
| CAS番号 | 16950-06-4 |
| 同義語 | 六フッ化アンチモン酸水素(V)、六フッ化アンチモン水和物、フッ化水素アンチモン、五フッ化アンチモンを含むフッ化水素酸(1:1) |
| インチチ | InChI=1S/F6Sb.H/h1H;/q+1;/p-1 |
フルオロアンチモン酸のpH
フルオロアンチモン酸は超酸であり、pH は -14 未満です。これは、pH スケールは溶液中の水素イオン (H+) の濃度を測定するものであり、超酸には純水よりも H+ イオンの濃度が高いためです。
従来の pH メーターは、フルオロアンチモン酸のような強酸を扱うように設計されていないため、フルオロアンチモン酸の pH を正確に測定できません。代わりに、科学者はハメットの酸性度関数を使用してフルオロアンチモン酸の酸性度を測定します。ハメット酸性度関数は、参照化合物のプロトン化度を使用して超酸の酸性度を比較します。フルオロアンチモン酸のハメット酸度関数は -21 で、これは可能な限り最も負の値であり、既知の超酸の中で最も強力なものの 1 つであることを示しています。
フルオロアンチモン酸の構造:
フルオロアンチモン酸は、水素イオン (H+) とヘキサフルオロアンチモン酸 (V) イオン ([SbF6]^-) からなる分子構造を持っています。 SbF6 イオンはルイス酸として作用し、H+ イオンはブレンステッド酸として作用します。この化合物は、水素原子とフッ素原子の電気陰性度の違いにより極性が高くなります。アンチモンとフッ化物の結合は共有結合ですが、水素とフッ化物の結合は極性共有結合です。
フルオロアンチモン酸のモル質量:
フルオロアンチモン酸のモル質量は 216.74 g/mol です。これは、フッ化水素 (HF) と五フッ化アンチモン (SbF5) から構成される、反応性が高く腐食性の高い超酸です。フルオロアンチモン酸の分子量が大きいのは、その分子構造中にアンチモンの重原子が存在することに起因すると考えられます。
フルオロアンチモン酸の沸点:
HSbF6 は反応性が高く不安定な化合物であるため、定義された沸点がありません。 -10℃以上の温度で分解し、フッ化水素ガスの有毒なフュームを放出します。その沸点は約 20 ～ 30°C と推定されていますが、これは HSbF6 の特性を説明するのに有用なパラメーターではありません。
フルオロアンチモン酸の融点:
HSbF6 は反応性が高いため、明確に定義された融点がありません。液体状態でのみ存在でき、低温に冷却すると急速に分解します。 -90℃付近で分解し、フッ化水素と五フッ化アンチモンの有毒なフュームを放出すると推定されています。
フルオロアンチモン酸の密度 g/ml:
HSbF6 の密度は 2.1 g/mL です。この高密度は、その分子構造中に重いアンチモン原子が存在することに起因すると考えられます。これは腐食性と反応性が非常に高い化合物であるため、取り扱いには細心の注意が必要です。 HSbF6 は密度が高いため、実験室での取り扱いも困難になります。
フルオロアンチモン酸の分子量:
フルオロアンチモン酸の分子量は 236.76 g/mol です。水素イオン 1 個、アンチモンイオン 1 個、フッ化物イオン 6 個で構成されています。フルオロアンチモン酸の高分子量は、その分子構造中にアンチモンの重原子が存在することに起因すると考えられます。
フルオロアンチモン酸の式:
フルオロアンチモン酸の化学式は H[SbF6] です。水素イオン (H+) とヘキサフルオロアンチモン酸 (V) イオン ([SbF6]^-) で構成されます。 [SbF6]4- イオンは、五フッ化アンチモン (SbF5) とフッ化水素 (HF) の反応によって形成されます。この式は、化合物に存在する原子の最も単純な整数比を表します。
| 外観 | 無色～淡黄色の液体 |
| 比重 | 2.1g/ml |
| 色 | 無色～淡黄色 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 236.76 g/モル |
| 密度 | 2.1g/ml |
| 融合点 | -90℃付近で分解する |
| 沸点 | -10℃以上で分解する |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 水と激しく反応する |
| 溶解性 | 無水HF、SbF5、SO2F2、SO2ClFに可溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| PKa | -21 (ハメット酸度関数) |
| pH | -14未満 |
注: フルオロアンチモン酸は反応性が高く腐食性の高い化合物であるため、取り扱いには細心の注意が必要です。その不安定な性質とその操作に利用できる方法が限られているため、その物理的および化学的特性を正確に測定することは困難です。この表に記載されている値は入手可能な文献に基づいた推定値であり、正確ではない場合があります。
フルオロアンチモン酸の安全性と危険性
フルオロアンチモン酸は非常に危険で腐食性の高い物質であり、健康と安全に重大なリスクをもたらします。これは、水、有機化合物、さらには一部の金属と激しく反応する強力な酸化剤です。皮膚や目に接触すると重度の火傷や組織損傷を引き起こす可能性があり、蒸気を吸入すると呼吸困難や肺損傷を引き起こす可能性があります。
訓練を受けた担当者は、換気が良く適切に設備が整った実験室で、特殊な装置と防護服を使用してフルオロアンチモン酸を取り扱う必要があります。フルオロアンチモン酸は重傷や環境破壊を引き起こす可能性があるため、規制当局はその使用を厳しく規制し、制限しています。
| ハザードシンボル | 腐食性 |
| セキュリティの説明 | 蒸気を吸い込まないでください。手袋、衣類、目/顔を保護するものを着用してください。皮膚、目、衣類との接触を避けてください。化学フードの下でのみ使用してください。 |
| 国連識別番号 | UN3264 |
| HSコード | 28111990 |
| 危険等級 | 8 (腐食性物質) |
| 梱包グループ | Ⅲ |
| 毒性 | 非常に有毒で腐食性があります。皮膚や目に接触すると重度の火傷や組織損傷を引き起こす可能性があり、その蒸気を吸入すると呼吸困難や肺損傷を引き起こす可能性があります。 |
フルオロアンチモン酸の合成方法
フルオロアンチモン酸 (HSbF6) は、通常、フッ化水素 (HF) と五フッ化アンチモン (SbF5) をモル比 1:1 で混合することによって合成されます。反応は、生成する超酸の分解を防ぐために、無水条件下かつ低温で行われます。全体的な反応は次のように表すことができます。
HF + SbF5 → HSbF6
この反応は発熱性が高く、大量の熱を放出する可能性があります。したがって、通常は、適切な保護手段を使用して、化学換気フードなどの十分に換気され制御された環境で実行されます。
HSbF6 を調製するには、SbF5 や二フッ化二酸化硫黄 (SO2F2) などの酸化剤の存在下で三フッ化アンチモン (SbF3) を HF と反応させることができます。この反応には無水条件と低温が必要です。反応は次のように表現できます。
SbF3 + 3HF + SO2F2 → HSbF6 + SO2
HSbF6 は反応性が高く不安定な化合物であるため、特別な取り扱いと保管が必要です。通常、分解を防ぐため、密封された気密容器に入れ、無水条件下で低温で保管されます。 HSbF6 は毒性と腐食性が高いため、HSbF6 を扱う場合は適切な安全対策と保護具が不可欠です。
フルオロアンチモン酸の用途
フルオロアンチモン酸 (HSbF6) は、最も強力な既知の超酸の 1 つであり、幅広い産業および研究用途に使用されています。フルオロアンチモン酸の用途の一部を次に示します。
- HSbF6 は、アルキル化、異性化、重合などのさまざまな化学反応において触媒として機能します。
- 石油化学産業では、高オクタン価ガソリンやその他の炭化水素の製造に HSbF6 が使用されています。
- 製薬業界の研究者は、抗ウイルス薬や抗がん剤などのさまざまな医薬品の合成における触媒として HSbF6 を使用しています。
- HSbF6 は、電子部品の製造に使用されるマイクロチップや半導体などの電子部品のエッチングや洗浄に応用されています。
- 科学者は、新材料の合成や化学反応の研究など、化学および材料科学のさまざまな分野で研究ツールとして HSbF6 を使用しています。
HSbF6 は反応性が高く危険な物質であり、特殊な取り扱いと保護措置が必要です。これは厳しく規制されており、設備の整った研究室で訓練を受けた担当者のみが使用する必要があります。 HSbF6 に関連する潜在的な危険性により、HSbF6 の使用は、他に代替手段がない特殊な用途に限定されます。
質問:
フルオロアンチモン酸はダイヤモンドを溶解できますか?
HSbF6 はその強い酸性の性質によりダイヤモンドを溶解する可能性があります。適切な安全対策と保護具を備えた設備の整った実験室で訓練を受けた専門家は、ダイヤモンドと HSbF6 の間の非常に危険な反応を実行できます。しかし、これはダイヤモンドの加工や切断においては実用的または費用対効果の高い方法ではありません。機械切断またはレーザー切断は、効率と安全性のため、より一般的に使用されています。
フルオロアンチモン酸はどこで購入できますか?
HSbF6 は危険性が高く規制されているため、購入するのは非常に困難です。酸を安全に取り扱い、保管できるのは、必要な許可と設備を備えた承認済みの企業または機関のみです。
化学兵器禁止条約 (CWC) および米国化学施設テロ対策基準 (CFATS) 規制は、HSbF6 を有害な規制物質として分類しています。
環境保護庁 (EPA)、国土安全保障省 (DHS)、産業安全保障局 (BIS) などの政府機関は、HSbF6 の販売と購入を厳しく規制および管理しています。
HSbF6 が正当に必要な場合は、必要な許可と専門知識を備えた承認された化学物質供給業者または研究機関に問い合わせることができます。
ただし、購入前に詳細な理由を提示し、必要な承認と許可を取得する必要があります。