王水實際上算不得超強酸,何況王水并非一種在常溫下十分穩(wěn)定的化合物,它的酸性和氧化性都隨著不斷分解為亞硝酰氯和氯氣而逐步衰減。 超強酸是有明確定義的傳統(tǒng)意義上的超強酸,是指酸度大于100%純硫酸的酸,其哈米特酸度函數(shù)為-12。而現(xiàn)代的超強酸定義則是指其質(zhì)子化學(xué)勢高于純硫酸的酸。目前工業(yè)出產(chǎn)的超強酸包括三氟甲磺酸(CF3SO3H)、和氟硫酸(HSO3F),它們都比硫酸的酸度強約1000倍。大多數(shù)超強酸是通過強路易斯酸和強布朗斯臺德酸的組合制備的,最超強的酸由此產(chǎn)生,即大名鼎鼎的氟銻酸。 另外一群超強酸,則來自碳硼烷酸家族。[頭條·小宇堂-未經(jīng)許可嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載] 上圖:氟銻酸效果示意(僅僅是示意)。 哈米特酸度函數(shù),由物理有機化學(xué)家路易斯普拉克哈米特提出,用于pH值無法度量的非常濃的強酸溶液,包括超強酸。pH值只適用于稀釋的酸液 王水并沒想象的那么兇狠王水的腐蝕作用源于硝酸的硝酸的強氧化能力,其以恰當(dāng)?shù)谋壤c鹽酸混合獲得了一種具有溶解某些惰性金屬,如金和鉑的能力。但實際上王水也并不是什么都能溶解,對某些金屬他也是無能為力的。王水在常溫下無法溶解銀、鈦、銥、釕、錸、鉭、鈮、鉿、鋨或銠,但溫度壓強等條件改變他們也有可能會被王水攻破。 上圖:來,干了這杯琥珀色的王水! 王水的質(zhì)變源于硝酸和鹽酸的完美搭配雖然硝酸和鹽酸單獨無法溶解黃金,但他們結(jié)合起來,構(gòu)成了一種流水線,各有分工。硝酸是一種強氧化劑,它能夠在接觸金表面時以其強大的氧化性使表面的金原子喪失電子,微微溶解,形成金離子(Au3 +)。然后,鹽酸提供的氯離子則順?biāo)浦鄣嘏c金離子反應(yīng)形成四氯金酸陰離子,這個反應(yīng)消耗了金離子,從而允許硝酸進一步氧化金,直到最后所有的金都溶解成為氯金酸。 因此,這種分工協(xié)作,造就了我們看到的王水的強悍溶解能力,化學(xué)反應(yīng)式如下: 上圖:黃金在王水中“洗澡”的后果。 氧化性和酸性是化合物的兩個不同的屬性
一句話總結(jié)正是氧化性和酸性的恰當(dāng)搭配,給王水帶來了異常的腐蝕能力。 |
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