Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Superacids and the Hammett Acidity Function

Superacids and the Hammett Acidity Function

1932
  • James Bryant Conant
  • George A. Olah
  • Louis Plack Hammett
Chemist measuring superacid solutions in an organic chemistry laboratory.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

A superacid is an acid with an acidity greater than that of 100% pure sulfuric acid. The conventional pH scale is inadequate for these media. Instead, their acidity is measured using the Hammett acidity function, [latex]H_0[/latex]. This function is based on the protonation of weak indicator bases and is defined as [latex]H_0 = pK_{BH^+} – \log\left(\frac{[BH^+]}{[B]}}\right)[/latex].

La fonction d'acidité de Hammett, H₀, étend le concept de pH aux solutions acides très concentrées ou non aqueuses, où l'activité du proton n'est plus simplement liée à sa concentration. Elle mesure la capacité du milieu à protoner une base faible neutre B. La valeur de H₀ est déterminée expérimentalement à l'aide d'une série de bases faibles présentant des valeurs de pKBH⁺ qui se chevauchent, généralement des amines aromatiques, et en mesurant le rapport de leurs formes protonée (BH⁺) à non protonée (B) par spectrophotométrie UV-visible. spectroscopiePour les solutions aqueuses diluées, le perméat thermique (ΔH₀) est approximativement égal au pH, mais il s'en écarte considérablement dans les acides concentrés, prenant de grandes valeurs négatives. Par exemple, l'acide sulfurique pur (H₂SO₄) a un perméat thermique (ΔH₀) de -12.

George Olah’s work with superacids, such as ‘Magic Acid’ ([latex]FSO_3H-SbF_5[/latex]), which has an [latex]H_0[/latex] around -23, was revolutionary. It allowed for the preparation and direct observation of stable carbocations, which were previously only considered transient intermediates. This opened up new frontiers in physical organic chemistry and earned him the Nobel Prize in Chemistry in 1994.

UNESCO Nomenclature: 2208
– Organic chemistry

Taper

Abstract System

Perturbation

Substantiel

Usage

Niche/Specialized

Précurseurs

  • Brønsted–Lowry acid–base theory
  • Lewis acid theory
  • understanding of reaction mechanisms and intermediates
  • development of UV-visible spectroscopy

Applications

  • catalysis in the petrochemical industry (e.g., isomerization of alkanes)
  • synthesis of carbocations for spectroscopic study
  • protonation of extremely weak bases
  • organic synthesis reactions requiring strong protonation
  • high-octane gasoline production

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • development of solid superacid catalyseurs for green chemistry applications
  • synthesis of novel high-octane gasoline components
  • creation of stable, long-lived organic cations for materials science
  • new methods for plastic waste depolymerization
  • advanced electrolytes for high-voltage batteries
  • synthesis of complex pharmaceutical intermediates
  • techniques for activating inert C-H bonds in hydrocarbons
  • development of superacid-based carbon capture technologies
  • creation of novel proton-conducting membranes for fuel cells
  • synthesis of graphene and other carbon nanomaterials via superacid exfoliation
Related to: superacid, Hammett acidity function, H0, strong acid, carbocation, George Olah, magic acid, physical organic chemistry, catalysis, non-aqueous.

Contexte historique

Superacids and the Hammett Acidity Function

1930
1930
1931
1932
1936-01-01
1938
1940
1930
1930
1931
1932
1933
1937
1940
1947

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.