A szupersav [1] (vagy szupersav [2] ) olyan anyag vagy anyagok keveréke, amelynek savassági paramétere meghaladja a 100%-os kénsav savasságát . Ebben az esetben a savassági paramétert egy sav azon képességének tekintjük, hogy tetszőleges bázist protonáljon, és valójában egybeesik a savassági függvénnyel . 100%-os kénsav esetén a savassági paraméter H 0 = -11,93 . A víz jelenléte csökkenti a szupersavak savasságát, mivel víz jelenlétében a sav erősségét a H 3 O + hidroniumion savassága korlátozza .
A szupersav kifejezést (az angol nyelvű irodalomban használják) James Conant vezette be 1927 -ben a közönséges ásványi savaknál erősebb savak osztályozására . 1994 -ben George Ola Nobel-díjat [3] kapott a szupersavakkal és a karbokationok közvetlen megfigyelésében való alkalmazásukkal kapcsolatos kutatásaiért .
A varázssav a nevét kivételes viaszoldó képességéről kapta . Ez az antimon - pentafluorid , amely egy Lewis - sav , és egy fluorszulfonsav , egy Bronsted - sav keveréke . Az egyik legerősebb szupersavrendszer a hexafluor- antimonsav , amely hidrogén- fluorid és antimon-pentafluorid keveréke . Ebben a rendszerben a hidrogén-fluorid protont (H + ) szabadít fel, és a konjugált bázist (F- ) antimon -pentafluoriddal koordinációs kötéssel izolálják . Ez egy nagy oktaéder aniont (SbF 6 - ) képez, amely nagyon gyenge nukleofil és nagyon gyenge bázis . A proton „ szabadtá” válva a rendszer túlsavasodását okozza. A fluorantimonsav 2⋅10 - szer 19 - szer erősebb, mint a 100%-os kénsav .
A nem vizes közegben lévő anyagok savasságának jellemzésére a H 0 Hammett savassági függvényt használjuk . Ismertek olyan folyadékok, amelyek esetében a H 0 negatívabb, mint a nagyon erős savak tömény vizes oldataié, mint például a HNO 3 , H 2 SO 4 . Ezeket a folyadékokat szupersavaknak nevezzük. Példák: 100%-os H 2 SO 4 ( H 0 = -12 ), vízmentes fluorszulfonsav HSO 3 F ( H 0 = -15 ), HF és SbF 5 keveréke ( H 0 = -28 ), 7%-os SbF 5 oldat HSO 3F (H 0 \ u003d -19,4 ) . A HSO 3 F és SbF 5 ekvimoláris keverékét „ varázssavnak ” nevezik . A túlsavasság a megfelelő anionok (HSO 4 - , SbF 6 - stb.) protonjával való kölcsönhatás rendkívüli gyengeségéből adódik . Szupersavak környezetében olyan anyagok protonálódnak, amelyek általában nem mutatnak alapvető tulajdonságokat, különösen a szénhidrogének. Ezt a jelenséget a gyakorlatban elsősorban a szerves szintézisben alkalmazzák ( Friedel-Crafts alkilezés , olajhidrogénezés stb.).
Az egyszerű szupersavak közé tartoznak a trifluor -metánszulfonsav (CF 3 SO 3 H) , klór- , klórszulfonsav , pentafluor -etánszulfonsav , fluor -szulfonsav (FSO 3 H). Sok esetben a szupersav nem egyetlen vegyület, hanem olyan vegyületek keveréke, amelyek magas savasságot érnek el.
A karboránsav az egyik legerősebb palackban kapható sav . Milliószor erősebb, mint a tömény kénsav. Létrehozva a Kaliforniai Egyetemen ( USA ) az Orosz Tudományos Akadémia ( Novoszibirszk ) Szibériai Kirendeltsége Katalízis Intézetének munkatársai részvételével. Jelenleg a legerősebb szupersav a fluorozott karboránsav .
Az összes rendszer közül a legerősebb ismert sav a hélium-hidrid ion , de ez a rendszer nem tárolható számottevő mennyiségben.
A Lewis szupersavak közé tartozik a legtöbb fém-pentafluorid és bór-trifluorid .