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超强酸和哈米特酸度函数

1932
  • James Bryant Conant
  • George A. Olah
  • Louis Plack Hammett
化学家在有机化学实验室测量超酸溶液。.

(图片仅供参考)

超酸是一种酸度大于 100% 纯硫酸的酸。传统的 pH 标度不适用于这些介质。取而代之的是使用哈米特酸度函数 [latex]H_0[/latex]来测量它们的酸度。该函数基于弱指示碱的质子化,定义为 [latex]H_0 = pK_{BH^+} - \log\left(\frac{[BH^+]}{[B]}}\right)[/latex].

哈米特酸度函数[latex]H_0[/latex]将pH概念扩展至高浓度或非水酸性溶液领域,在此类溶液中质子的活度不再仅与浓度相关。该函数衡量介质使中性弱碱‘B’质子化的能力。 [latex]H_0[/latex]的数值通过实验测定获得:选用具有重叠[latex]pK_{BH^+}[/latex]值的弱碱系列(通常为芳香胺),利用紫外-可见光谱法测量其质子化态([latex]BH^+[/latex])与非质子化态([latex]B[/latex])的浓度比值。 光谱学. 对于稀溶液,[latex]H_0[/latex] 约等于 pH 值,但在浓酸中则显著偏离,呈现出较大的负值。例如,100% [latex]H_2SO_4[/latex] 的 [latex]H_0[/latex] 为 -12。.

乔治-奥拉(George Olah)在超级酸(如 ‘魔酸’([latex]FSO_3H-SbF_5[/latex]),其 [latex]H_0[/latex] 约为 -23)方面的研究具有革命性意义。它允许制备和直接观察稳定的碳酰基,而这些碳酰基以前只被认为是瞬时中间体。这开辟了物理有机化学的新领域,并为他赢得了 1994 年的诺贝尔化学奖。.

UNESCO Nomenclature: 2208
- 有机化学

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

小众/专业

前体

  • 布朗斯台德-洛瑞酸碱理论
  • 路易斯酸理论
  • 了解反应机制和中间体
  • 紫外可见光谱学的发展

应用程序

  • 催化作用 in the petrochemical industry (e.g., isomerization of alkanes)
  • synthesis of carbocations for spectroscopic study
  • 极弱碱的质子化
  • 需要强质子化的有机合成反应
  • 高辛烷值汽油生产

专利:

NA

潜在创新理念

  • development of solid superacid 催化剂 for green chemistry applications
  • 新型高辛烷值汽油组分的合成
  • 为材料科学创造稳定、长寿命的有机阳离子
  • 塑料废物解聚的新方法
  • 高压电池的先进电解质
  • 复杂医药中间体的合成
  • 活化碳氢化合物中惰性CH键的技术
  • 基于超强酸的碳捕获技术的发展
  • 为燃料电池创造新型质子传导膜
  • synthesis of 石墨烯 and other carbon nanomaterials via superacid exfoliation
相关内容: 超级酸、哈梅特酸度函数、H0、强酸、碳化物、乔治-奥拉、神奇的酸、物理有机化学、催化、非水性.

历史背景

超强酸和哈米特酸度函数

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1937
1940
1947

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

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