氟锑磺酸:无色透明的粘稠强酸液体-中文百科频道

化学性质

氟锑磺酸是超强酸之一，可以看作五氟化锑和氟硫酸的混合物，SbF5与FSO3-离子结合成[SbF5(OSO2F)]-离子，使电离出的氢离子几乎不受粒子引力控制。[SbF5(OSO2F)]-在溶液中完全电离，暴露在空气中强烈吸水并有部分水解形成HSbO3、HF、H₂SO₄和其他强酸及一些络合物。

故久置的魔酸中还有少量SbO3-、F-、SO42-、SbO+、SbO2+离子。SbF5(OSO2F)]-离子有和氟离子一样的活性。当皮肤沾到氟锑磺酸时先会被脱水炭化，接着碳被离子化，[SbF5(OSO2F)]-离子及少量SbO3-、F-等离子进入血液，使钙、镁离子失活，导致人体中毒。

氟锑磺酸酸性极强，以至于高氯酸在其中都会被质子化：

HClO₄+HSbF5(OSO₂F)===[SbF5(OSO2F)]-+[H2ClO4]+

在这种酸性环境下，一般情况下很多无法进行的有机化合反应可以顺利进行。故氟锑磺酸常作为现代化工合成反应的催化剂。

超强酸能向链烷烃供给质子，使其质子化形成碳正离子。

R3CH+[H2SO3F]+<----> [R3CH2]++HSO3<---->H2+[R3C]++HSO3F

超强酸对链状卤素和硫阳离子的研究提供了一个优良的溶剂介质。

氟锑磺酸还是一种良好的溶剂和腐蚀剂，可以将包括金、铂在内的极不活泼金属氧化溶解。氟锑磺酸通常储存在聚四氟乙烯的容器内。在室温下氟锑磺酸和玻璃作用剧烈，并能溶解烃类有机物，可以将有机含氧化合物脱水炭化，但和含铅塑料玻璃（一种状似玻璃的透明有机含铅有机材料，主要成分是全氟聚苯乙烯、聚四氟乙烯、和二氟化铅,如图所示）反应很慢，故一般用含铅塑料玻璃制成的细口瓶盛装。

氟锑磺酸酸使某些很难质子化的物质（如高氯酸）质子化，进一步制备含有-ClO3基团的有机物：

HClO4+H+====[H2ClO4]+

[H2ClO4]++H+====[ClO3]++[H3O]+

C6H6+[ClO3]+====[C6H6ClO3]+

[C6H6ClO3]+-H+====C6H5ClO3

氟锑磺酸酸使高级烷烃质子化，催化烷烃裂解：

(CH3）3CH+H→(CH33C+H2;

(CH3）4C+H→(CH3）3C+CH4

氟锑磺酸酸含有羟基的有机物（如醇、酚、羧酸等）质子化，进一步脱羟基化。

R-OH+2H=R+碳正离子+[H3O]+

强氧化剂：Sb(V）氟化物例如SbF5具有一定的氧化性，加上它超强的酸性，大大增加了氧化能力，能够氧化腐蚀多种金属。要注意的是，氟锑磺酸是无水体系，当氟锑磺酸与大量水混合时发生强烈反应，失去超酸性。

物理性质

氟锑磺酸是无色透明的粘稠液体，含杂质时为淡黄色、棕色甚至是黑绿色。有明显的刺激性气味，纯净的氟锑磺酸密度大致为3.61-3.82g/ml，无固定熔沸点。

发现过程

1966年圣诞节，美国Case Western Keserve大学，G.A.Olah教授实验室一位研究人员J.Lukas无意中将圣诞节晚会上用过的蜡烛扔进一个酸性溶液（SbF5·HSO3F）中，结果发现蜡烛很快地溶解了，促使他进一步研究，此实验溶液去做核磁共振研究（14C-NMR），令人惊奇的是核磁共振谱图上竟出现了一个尖锐的特丁基阳离子（碳正离子）峰。这种酸能溶解饱和烃。从那时起，Olah实验室人员就给SbF5·HSO3F起个绰号叫“魔酸”（Magic acid）。

现在人们习惯地将酸强度超过100%H2SO4的一个酸或酸性介质叫做超酸（或超强酸），把SbF5·HSO3F称作魔酸。也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛，而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化，这是普通酸难以做到的。例如，正丁烷在超强酸的作用下，可以发生C—H键的断裂，生成氢气；发生C—C键的断裂，生成甲烷；还可以发生异构化反应生成异丁烷。

在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下，迄今为止，科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有HF·SbF5、TaF5·HSO3F等。固态的有SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3等，它们都有类似于SbF5·HSO3F的性质。