強酸的腐蝕性相關知識

強酸堿溶液的Ph值分別趨向于0和14，但如果將該值作為標準來形容“強酸”是遠遠不夠的。

魔酸（Magic acid）是最早發現的超強酸，稱它有魔法是因為它能夠分解蠟燭中的蠟。魔酸是一種路易斯酸五氟化銻（SbF5）和一種質子酸氟硫酸（FSO3H）的混合 物。目前已知最強的超強酸是氟銻酸（en:Fluoroantimonic acid），一種氫氟酸（HF）與五氟化銻（SbF5）的混合物。強酸之中最強者是5價氟化銻溶解量為80%的氫氟酸。該種酸性溶液的酸性尚未測定，但即 使稍弱的溶解量為50%的溶液酸度也比濃硫酸溶液強1018倍。超強酸是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。比如氫氟酸和五氟化鉛按1 ：0.3（摩爾比）混合時，它的酸性是濃硫酸的 1億倍；按1 ：1混合時，它的酸性是濃硫酸的10億倍。能溶解不溶于王水的高級烷烴蠟燭。 

酸堿中和反應的實質是質子的傳遞反應。超酸是指酸性比普通無機酸強106~1010倍的酸。魔（HSO3F－SbF5）是已知最強的超酸，許多物質（如H2SO?4）在魔酸中可獲得質子（即質子化）。 

圖（1）氫氟酸溜槽腐蝕很嚴重，采用KN17預保護

在很長的一段時間內，人們認為王水就是酸中之王，是最強的酸了，因為即使是黃金，遇到王水也會像“泥牛入�！币粯雍芸熳兊臒o影無蹤。 

直 到有一天奧萊教授和他的學生偶然發現了一種奇特的溶液，人們才知道其實王水并不是最強的酸，還有比它強的酸，這就是超酸，又叫超強酸，超酸是指酸性比普通 無機酸強10^6～10^10倍的酸。它的發現非常有戲劇性：1966年圣誕前，奧萊教授的學生偶然將一支圣誕蠟燭放入到他們配置的混合酸液中，竟然驚奇 的發現蠟燭溶解了，然后立即做出了酸性等一系列相關測試，發現蠟燭居然已經分解，溶液中沒有任何蠟燭成分，這如同將鐵丟入酸中產生了氫氣和酸化鐵一般的化 學反應，因此也發現了它們的酸性強的令人難以置信。 

從成分上看，超強酸是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。比如氫氟酸和五氟化銻的混合等, 這些混合酸的均是比硫酸、鹽酸；硝酸酸性強幾百萬倍，甚至幾十億倍的超強酸。

下面就以氫氟酸(HF)和五氟化銻(sbF5)的混合酸為實例，介紹一下超強酸。

氫氟酸(HF)和五氟化銻(sbF5)的混合酸也就是人們說的魔酸（magic acid)或魔術酸 ，魔酸（HSO3F－SbF5）是目前世界上已知最強的超酸，許多物質（如H2SO-4）在魔酸中可獲得質子（即質子化）。當它們按1 ：0.3（摩爾比）混合時，它的酸性是濃硫酸的 1億倍；按1： 1混合時，它的酸性是濃硫酸的10億倍，而以0.2:1的摩爾比混合時酸度更能達到100%純硫酸的10^9倍以上, 隨著SbF5的比例增加酸度還能增強 。它能輕易溶解不溶于王水的高級烷烴蠟燭。所以王水在它們面前只能是“小巫見大巫”。

魔酸目前在市場上也可以購買，但是它只是五氟化銻和氫氟酸按體積比1：1（注意：不是按照摩爾比）混合制成的混酸，其酸度只是無水硫酸的100倍，它的盛放只用聚四氟乙烯制的容器盛放，因為即使是玻璃也會被它溶解。 

圖（2）KN17濃硫酸防腐蝕材料

目 前，超強酸在化學和化學工業上,極有應用價值，它既是無機及有機的質子化試劑，又是活性極高的催化劑。過去很多在普通環境下極難實現或根本無法實現的化學 反應在超強酸環境中。卻能異常順利地完成。而由于超強酸的酸性和腐蝕性強的出奇，所以過去一些極難或根本無法實現的化學反應，在超強酸的條件下便能順利進 行。比如正丁烷，在超強酸的作用下，可以發生碳氫鍵的斷裂，生成氫氣，也可以發 生碳碳鍵的斷裂，生產甲烷，還可以發生異構化生成異丁烷，這些都是普通酸做不到的。

可以預料，隨著這些具有超常酸性和腐蝕性超強酸的相繼問世，化學和化學工業將會迅速走進新時代。