Superkwas

Superkwas – kwas (lub mieszanina kwasów) o wyjątkowo dużej mocy. Najczęściej przyjmuje się, że superkwas jest to układ kwasowy, który posiada w danych warunkach większą kwasowość niż 100% kwasu siarkowego lub w przypadku kwasów Lewisa – od stopionego chlorku glinu (AlCl₃). Termin dotyczy zazwyczaj układów niewodnych, a do porównywania mocy superkwasów stosuje się funkcję kwasowości Hammetta H₀.

Termin „superkwas” został zaproponowany przez Jamesa Bryanta Conanta w 1927 r. Z superkwasami związana jest jedna z Nagród Nobla z chemii, przynana George’owi A. Olahowi w 1994 r. Stosował on tzw. kwas magiczny (mieszaninę pentafluorku antymonu (SbF₅) i kwasu fluorosiarkowego) do generowania trwałych karbokationów, czym dowiódł ich istnienia.

Jednym z najmocniejszych znanych współcześnie kwasów jest tzw. kwas fluoroantymonowy, który jest mieszaniną kwasu fluorowodorowego (HF) i pentafluorku antymonu. W układzie tym kwas fluorowodorowy dysocjuje z wydzieleniem jonów H⁺ i F⁻. Jon fluorkowy szybko koordynuje do pentafluorku antymonu tworząc bardzo trwały anion (SbF−6), który jest bardzo słabym nukleofilem i zasadą. Na skutek tego w mieszaninie pojawia się bardzo wysokie stężenie „wolnego” kationu H⁺, a zatem wykazuje ona bardzo wysoką kwasowość. Kwas fluoroantymonowy jest ok. 10¹⁶ razy mocniejszy od kwasu siarkowego.

Przykłady superkwasów

• kwas fluorosiarkowy
• kwas fluorosiarkowy i pentafluorek antymonu – w stosunku molowym 1:9 (tzw. kwas magiczny)
• kwas triflatowy
• kwas fluoroantymonowy
• kwas karboranowy
• kwas nadchlorowy
• kwas pirosiarkowy – oleum
• fluorowodór – w postaci ciekłej
• bromek glinu – w formie stopionej (kwas Lewisa)

Zobacz też

• superzasada