超酸とは、100%純粋な硫酸よりも酸性度が高い酸のことです。従来のpHスケールではこれらの媒体を適切に測定することはできません。代わりに、ハメット酸度関数[latex]H_0[/latex]を使用して酸性度を測定します。この関数は弱指示薬塩基のプロトン化に基づいており、[latex]H_0 = pK_{BH^+} – logleft(frac{[BH^+]}{[B]}}right)[/latex]と定義されます。

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超酸とは、100%純粋な硫酸よりも酸性度が高い酸のことです。従来のpHスケールではこれらの媒体を適切に測定することはできません。代わりに、ハメット酸度関数[latex]H_0[/latex]を使用して酸性度を測定します。この関数は弱指示薬塩基のプロトン化に基づいており、[latex]H_0 = pK_{BH^+} – logleft(frac{[BH^+]}{[B]}}right)[/latex]と定義されます。
The Hammett acidity function, [latex]H_0[/latex], extends the concept of pH to highly concentrated or non-aqueous acidic solutions where the activity of the proton is no longer simply related to its concentration. It measures the medium’s ability to protonate a neutral weak base ‘B’. The value of [latex]H_0[/latex] is determined experimentally using a series of weak bases with overlapping [latex]pK_{BH^+}[/latex] values, typically aromatic amines, and measuring the ratio of their protonated ([latex]BH^+[/latex]) to unprotonated ([latex]B[/latex]) forms via UV-visible spectroscopy. For dilute aqueous solutions, [latex]H_0[/latex] is approximately equal to pH, but it diverges significantly in concentrated acids, taking on large negative values. For example, 100% [latex]H_2SO_4[/latex] has an [latex]H_0[/latex] of -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.
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超酸とハメット酸度関数
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