五氟化銻

一、泄漏應(yīng)急處理

疏散泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入污染區(qū)，建議應(yīng)急處理人員戴好防毒面具，穿化學(xué)防護(hù)服。不要直接接觸泄漏物，在確保安全情況下堵漏。噴霧狀水，減少蒸發(fā)。用沙土、蛭石或其它惰性材料吸收，然后轉(zhuǎn)移到安全場(chǎng)所。如大量泄漏，利用圍堤收容，然后收集、轉(zhuǎn)移、回收或無(wú)害處理后廢棄。

二、防護(hù)措施

呼吸系統(tǒng)防護(hù):可能接觸其蒸氣時(shí)，應(yīng)該佩帶防毒口罩。必要時(shí)佩帶防毒面具。

眼睛防護(hù):戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。

防護(hù)服:穿工作服(防腐材料制作)。

手防護(hù):戴橡皮手套。

其它:工作后，淋浴更衣。單獨(dú)存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。

三、急救措施

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水徹底沖洗。若有灼傷，就醫(yī)治療。

眼睛接觸:立即提起眼瞼，用流動(dòng)清水沖洗10分鐘或用2%碳酸氫鈉溶液沖洗。

吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。注意保暖，保持呼吸道通暢。必要時(shí)進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

食入:患者清醒時(shí)立即漱口，給飲牛奶或蛋清。立即就醫(yī)。

滅火方法:干粉、砂土。禁止用水。

制取五氟化銻的化學(xué)方程式:SbCl5+5HF=SbF5+5HCl

氟銻酸

氟銻酸(Fluoroantimonic acid])，是氟化氫(HF)與五氟化銻(SbF5)的混合物，現(xiàn)在已知最強(qiáng)的超強(qiáng)酸。其中，氟化氫提供質(zhì)子(H+)和共軛堿氟離子(F?)，氟離子通過(guò)強(qiáng)配位鍵與親氟的五氟化銻生成具有八面體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的六氟化銻陰離子(SbF6?)，而該離子是一種非常弱的親核試劑和非常弱的堿。于是質(zhì)子就成為了"自由質(zhì)子"，從而導(dǎo)致整合體系具有極強(qiáng)的酸性。氟銻酸的酸性通常是純硫酸的2×10^19倍(哈米特酸度函數(shù)= ? 31.3)。

魔酸

魔酸(Magic acid)是最早發(fā)現(xiàn)的超強(qiáng)酸，稱它有魔法是因?yàn)樗軌蚍纸庀灎T中的蠟。魔酸是一種路易斯酸五氟化銻(SbF5)和一種質(zhì)子酸氟磺酸(FSO3H)的混合物，酸性是純硫酸的大概1500萬(wàn)倍。(哈米特酸度函數(shù) = ? 19.2(類似PH值的函數(shù)) 純硫酸哈米特酸度函數(shù)為-12)

五氟化銻是已知除七氟化金(AuF5.F2)之外最強(qiáng)的路易斯酸，六氟合銻酸(寫作HSbF6或者HF.SbF5)是已知最強(qiáng)的超強(qiáng)酸， ，在氣態(tài)時(shí)，SbF5 采取 D3h 對(duì)稱群，為三角雙錐構(gòu)型(如圖)。在液態(tài)和固態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。液態(tài)時(shí)含有聚合物，且每個(gè) Sb 都是八面體，其通式為 [SbF4(μ-F)2]n。在晶態(tài)時(shí)為四聚體，即化學(xué)式為 [SbF4(μ-F)]4。在四聚體的八元 Sb4F4 環(huán)中的 Sb-F鍵長(zhǎng)為 2.02 Å;對(duì)于其他與四個(gè)Sb相連的 F? 配體，其 Sb-F 鍵較短為 1.82 Å。[2] 同族的 PF5 和 AsF5 在液態(tài)和固態(tài)時(shí)都為單體，可能是因?yàn)橹行脑拥捏w積較小，限制了配位數(shù)的緣故。BiF5 為聚合態(tài)。[3]

SbF5 是很強(qiáng)的路易斯酸，對(duì) F? 的親合力尤其顯著，生成很穩(wěn)定的 [SbF6]? 陰離子。[SbF6]? 可繼續(xù)與五氟化銻反應(yīng)生成 [Sb2F11]?。

因此五氟化銻可增強(qiáng) HF 的布朗斯特酸性，也可加強(qiáng) F2 的氧化性。如五氟化銻存在下，氟氣可將氧氣氧化成 O2+:[4]

SbF5 + F2 + O2 → [O2]+[SbF6]?

首次用化學(xué)方法制取氟氣也利用了五氟化銻的強(qiáng)路易斯酸性，過(guò)程為:

2 SbF5 + K2MnF6 → 2 KSbF6 + MnF3 + 0.5 F2

反應(yīng)中的 K2MnF6 可通過(guò) KMnO4、KF、HF 和 H2O2 反應(yīng)制取。SbF5 對(duì) F? 的強(qiáng)親合力即 MnF4 的不穩(wěn)定性使得制取氟氣的反應(yīng)可以發(fā)生，機(jī)理類似于"強(qiáng)酸制弱酸"，只不過(guò)酸為路易斯酸而已。

向裝有氣體導(dǎo)入管、回流冷凝器、溫度計(jì)套管的鋁制反應(yīng)器中,加入五氯化銻600g,使回流冷凝器的溫度保持在-45℃。一邊使反應(yīng)混合物的溫度維持在10~35℃,一邊在2~3h內(nèi)從氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入氟化氫氣體360g。其后,加熱至60~70℃,至停止產(chǎn)生氯化氫后,冷卻至40℃。然后將回流冷凝器的溫度升至12~25℃,以蒸出未反應(yīng)的氟化氫。最后,將反應(yīng)器加熱至140~150℃,以除盡氟化氫。此時(shí)反應(yīng)器中的剩余物為粗五氟化銻,及含有少量的氟氯化銻(Ⅴ)雜質(zhì)。將粗五氟化銻用鋁制裝置進(jìn)行分餾,并密閉保存在鋁容器中。

干性的保護(hù)氣體下處置,

保持貯藏器密封

放入緊密的貯藏器內(nèi),儲(chǔ)存在陰涼,干燥的地方

物質(zhì)的量為1:0.3的氫氟酸和五氟化銻混合時(shí)的酸性強(qiáng)度要比無(wú)水硫酸(100%)的強(qiáng)度強(qiáng)約大1億倍。

而HF~SbF5的物質(zhì)的量比1:1(氟銻酸)時(shí)其酸性估計(jì)可達(dá)無(wú)水硫酸的10^19倍，是已知最強(qiáng)的超強(qiáng)酸。這些超強(qiáng)酸如魔酸，它是五氟化銻和氟磺酸按體積比1:1混合制成的混酸。其酸度只是無(wú)水硫酸的1000萬(wàn)倍，在世界市場(chǎng)上已有商品出售，超強(qiáng)酸在化學(xué)和化學(xué)工業(yè)上，有很大應(yīng)用價(jià)值，它既是無(wú)機(jī)及有機(jī)的質(zhì)子化試劑，又是活性極高的催化劑。過(guò)去很多在普通環(huán)境下極難實(shí)現(xiàn)或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)在超強(qiáng)酸環(huán)境中。卻能異常順利地完成。

這里需要指出的是，人們常說(shuō)的"王水"，其實(shí)質(zhì)是一種混合腐蝕劑，而不是酸，它的腐蝕作用的原理是高濃度的原子態(tài)氯，配合高濃度的氯離子，這使得常態(tài)下很穩(wěn)定的貴金屬在其中能夠順利參與反應(yīng)，從而被腐蝕。故而王水的溶解能力和真正意義的酸性是兩碼事。在中學(xué)課本中，金屬的活潑性被劃分為"氫前金屬"和"氫后金屬"，這是針對(duì)金屬和非氧化性強(qiáng)酸水溶液反應(yīng)的活性而言。但是現(xiàn)實(shí)情況要更復(fù)雜些，一些很強(qiáng)的非氧化性強(qiáng)酸能跟銀這樣的貴金屬發(fā)生反應(yīng)，例如濃鹽酸和濃氫碘酸，這不僅僅因?yàn)槠渌芤河泻芨邼舛鹊乃蠚潆x子，而且和其陰離子的絡(luò)合能力有關(guān)--但這些"特例"仍然在常規(guī)意義的"酸"的范疇。

直到有一天奧萊教授和他的學(xué)生偶然發(fā)現(xiàn)了一種奇特的溶液，它居然能溶解不溶于王水的高級(jí)烷烴蠟燭，人們才知道通常人們所知道的幾大強(qiáng)酸都還不算什么，還有比它們強(qiáng)得多的酸，人們稱之為"超強(qiáng)酸"，其中包含魔酸，也就是氟銻磺酸。

氟銻酸或稱六氟銻酸、六氟合銻酸,是氫氟酸和電子酸五氟化銻反應(yīng)后的產(chǎn)物.以一比一的比例混合時(shí)成為現(xiàn)在已知最強(qiáng)的超強(qiáng)酸,實(shí)驗(yàn)證明能分解碳?xì)浠衔?產(chǎn)生碳正離子以及氫氣.

氫氟酸(HF)和五氟化銻(SbF5)反應(yīng)強(qiáng)烈放熱.HF會(huì)釋放質(zhì)子H+,然后氟離子F-會(huì)與SbF5形成八面體型的SbF6-陰離子.SbF6-是非配位陰離子,親核性和堿性都很弱.于是質(zhì)子實(shí)際上是"裸露"在溶液中,使得混合物體系呈現(xiàn)極強(qiáng)的酸性,比純硫酸要強(qiáng)2×10^19倍.該酸可用特氟龍(聚四氟乙烯)材料裝盛.

工業(yè)制法：電解氟氫化鉀與氟化氫的混合物，以壓實(shí)的石墨做陽(yáng)極，鋼制電解槽槽身做陰極，在373K左右電解。

電解總反應(yīng)式：2KHF?==2KF+H?+F?常加入氟化鋰或氟化鋁來(lái)降低電解質(zhì)熔融溫度及減輕碳電極的極化作用，不斷補(bǔ)充HF。

化學(xué)制法;用六氟合錳酸鉀與五氟化銻共熱得到：K?MnF?+SbF?==K?SbF7+MnF?

2MnF4==2MnF?+F?