Szupersavak 2020 11 28 Gyetvai Nndor Szupersavak 1

Szupersavak 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 1

Témavázlat �Sav-bázis fogalmak rövid áttekintése �Szupersavak fogalmának tisztázása �Szupersavak p. H-ja �Szerkezet �A legerősebb szupersavak saverősségének összehasonlítása �Alkalmazási példák �Tárolás �Említésre méltó tudósok 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 2

Sav-bázis fogalmak áttekintése + �Arrhenius: vizes oldat, vegyületek, [H ] növeli + �Brönsted: H leadása �Konjugált sav-bázis párok �Erős sav: 100%-os disszociáció �Saverősség jellemzése: � 10 -1 -10 -4: középerős sav �Oldatok kémhatása: p. H 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 3

Mi az a szupersav ? �Definíció: Minden olyan sav, amely erősebb a 100%-os kénsavnál �Néhány példa ilyen savra: � FSO 3 H � CF 3 SO 3 H � HCl. O 4 � 1927: James Bryant Conant 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 4

Szupersavak p. H-ja �Saverősséget közvetlenül meghatározni nem tudjuk �Hammet-függvény: � Viszonyítási alap: B mint gyenge szerves bázis � Protonálási fok → 2020. 11. 28. kísérletileg Gyetvai Nándor - Szupersavak 5

Melyik a legerősebb szupersav ? �Savkeverék �Sb. F 5 + HF � 1 : 1 �Fluor-antimonsav � 2⋅1019 �= 20 000 000 000 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 6

Mivel magyarázható a saverősség ? �A folyamat során keletkező rendkívül stabilis Sb. F 6 - ion mellett gyakorlatilag valóban szabad hidrogén-ionok vannak 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 7

A fluor-antimonsav szerkezete �Két sót izoláltak a HF-Sb. F 5 keverékekből → analizálták �[H 2 F+][Sb 2 F 11 -] és [H 3 F 2+][Sb 2 F 11 -] �mindkét sóban az anion [Sb 2 F 11 -] → gyenge bázis 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 8

Saverősségek összehasonlítása Fluor-antimonsav -31, 3 -19, 2 HSO 3 F + Sb. F 5 elegye Karborán-szupersav -18, 0 Fluor-szulfonsav -15, 1 Trifluormetánszulfonsav -14, 9 100%-os kénsav -11, 9 0 2020. 11. 28. H 0 10 20 Gyetvai Nándor - Szupersavak 30 40 9

Alkalmazások �Szerves anyagok protonálására képes �Bicken/Hogeveen: �Izobutánt protonálva képes leszakítani róla a H 2 -t (CH 3)3 CH + H+ → (CH 3)3 C+ + H 2 �Neopentánról leszakítja a CH 4 -et (CH 3)4 C + H+ → (CH 3)3 C+ + CH 4 �Más CH-ek esetén is működik �CH-ek kisebb molekulákra való bontása → oldhatóság szerves oldószerekben 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 10

Szupersavak tárolása �A HF-Sb. F 5 -el kompatibilis oldószerek: �SO 2 Cl. F 5 �Cseppfolyósított SO 2 �Nem alkalmas: H 2 O → robbanásveszélyes �Tárolás: Politetrafluor-etilén 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 11

Oláh György 1927 • Budapest 1949 • Dr. 1956 • Emigrált 1965 • USA 1994 • CH 5+ 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 12

Köszönöm a figyelmet ! 2020. 11. 28. Gyetvai Nándor - Szupersavak 13