氟硫酸
含氟的强酸
氟硫酸(化学式:HSO3F),又名氟磺酸,是一种无机化合物,属于氟锑磺酸。它可以看作是硫酸氢氟酸的酐,是一种含氟的强酸。氟硫酸是一种无色透明液体,可溶于极性有机溶剂,如1-溴-2-硝基苯冰醋乙酸乙酯,但难溶于非极性溶剂,如烷烃。它能溶解几乎所有有机化合物,包括弱质子受体。氟硫酸迅速水解产生H2SO4与HF。主要用在分支烷与芳香族化合物的烷基化反应,又能催化单烯的聚合,制造有用的有机高分子化合物
物理性质
氟硫酸是一种无色透明液体,密度为1.726g/cm3,熔点为-87.3℃,沸点为165.5℃,折射率为1.392。饱和蒸气压为0.33kPa(25℃)。氟硫酸的外观为无色透明液体,溶于水,溶于冰醋1-溴-2-硝基苯乙醚,不溶于四氯化碳二硫化碳。氟硫酸是最强的液态酸之一,也是一种强氟化剂。纯净的氟硫酸不腐蚀玻璃。氟硫酸蒸馏时,可用普通的玻璃器皿在常压或减压病下蒸馏。氟硫酸毒性比三氟甲磺酸大,应绝对避免与之接触或吸入。
化学性质
氟硫酸是结构简单的布朗斯特酸中已知的最强酸之一,虽然碳硼烷酸酸性更强。它的酸度(H0)为−15.1,而硫酸是−12。氟硫酸和路易斯酸五氟化锑混合会产生“氟锑磺酸”,这是一个超强的质子给予体。这些酸都归类在“超强酸”中,酸度比纯硫酸强。氟硫酸可以催化烷烃的异构化,及烯烃对烃的烷基化反应。它在实验室也能作为氟化剂
制备
氟硫酸可由氟化氢三氧化硫反应制得。SO3 + HF → HSO3F。除此之外,用氟化氢钾氟化钙发烟硫酸在250°C反应,一旦产生HF,便以惰性气体清除,HSO3F可在玻璃设备中分馏出来。
应用
氟硫酸主要用在分支烷与芳香族化合物的烷基化反应,又能催化单烯的聚合,制造有用的有机高分子化合物。氟硫酸熔点低,价廉,可用作低温下的NMR测定用溶剂
安全性
氟硫酸遇水解离出HF,有很强的毒性和腐蚀性。HSO3F加水会产生剧烈反应,如同硫酸加水一般。疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。合理通风,不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。用沙土、蛭石或其它惰性材料吸收,然后收集运至废物处理场所处置。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。可能接触其蒸气或烟雾时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。戴化学安全防护眼镜。穿工作服(防腐材料制作)。戴橡皮手套。工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。给予2-4%碳酸氢钠溶液雾化吸入。就医。食入:误服者给饮牛奶或蛋清。立即就医。眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。吸入有害。
参考资料
氟化合物.中国大百科全书.2024-10-07
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制备
应用
安全性
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