氟硫酸(化學式:HSO3F),又名氟磺酸,是一種無機化合物,屬于氟銻磺酸。它可以看作是硫酸與氫氟酸的酐,是一種含氟的強酸。氟硫酸是一種無色透明液體,可溶于極性有機溶劑,如1-溴-2-硝基苯、冰醋和乙酸乙酯,但難溶于非極性溶劑,如烷烴。它能溶解幾乎所有有機化合物,包括弱質子受體。氟硫酸迅速水解產生H2SO4與HF。主要用在分支烷與芳香族化合物的烷基化反應,又能催化單烯的聚合,制造有用的有機高分子化合物。
物理性質
氟硫酸是一種無色透明液體,密度為1.726g/cm3,熔點為-87.3℃,沸點為165.5℃,折射率為1.392。飽和蒸氣壓為0.33kPa(25℃)。氟硫酸的外觀為無色透明液體,溶于水,溶于冰醋、1-溴-2-硝基苯、乙醚,不溶于四氯化碳、二硫化碳。氟硫酸是最強的液態酸之一,也是一種強氟化劑。純凈的氟硫酸不腐蝕玻璃。氟硫酸蒸餾時,可用普通的玻璃器皿在常壓或減壓病下蒸餾。氟硫酸毒性比三氟甲磺酸大,應絕對避免與之接觸或吸入。
化學性質
氟硫酸是結構簡單的布朗斯特酸中已知的最強酸之一,雖然碳硼烷酸酸性更強。它的酸度(H0)為?15.1,而硫酸是?12。氟硫酸和路易斯酸五氟化銻混合會產生“氟銻磺酸”,這是一個超強的質子給予體。這些酸都歸類在“超強酸”中,酸度比純硫酸強。氟硫酸可以催化烷烴的異構化,及烯烴對烴的烷基化反應。它在實驗室也能作為氟化劑。
制備
氟硫酸可由氟化氫與三氧化硫反應制得。SO3 + HF → HSO3F。除此之外,用氟化氫鉀或氟化鈣與發煙硫酸在250°C反應,一旦產生HF,便以惰性氣體清除,HSO3F可在玻璃設備中分餾出來。
應用
氟硫酸主要用在分支烷與芳香族化合物的烷基化反應,又能催化單烯的聚合,制造有用的有機高分子化合物。氟硫酸熔點低,價廉,可用作低溫下的NMR測定用溶劑。
安全性
氟硫酸遇水解離出HF,有很強的毒性和腐蝕性。HSO3F加水會產生劇烈反應,如同硫酸加水一般。疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區,建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。合理通風,不要直接接觸泄漏物,勿使泄漏物與可燃物質(木材、紙、油等)接觸,在確保安全情況下堵漏。噴水霧減慢揮發(或擴散),但不要對泄漏物或泄漏點直接噴水。用沙土、蛭石或其它惰性材料吸收,然后收集運至廢物處理場所處置。如果大量泄漏,最好不用水處理,在技術人員指導下清除。可能接觸其蒸氣或煙霧時,必須佩戴防毒面具或供氣式頭盔。緊急事態搶救或逃生時,建議佩帶自給式呼吸器。戴化學安全防護眼鏡。穿工作服(防腐材料制作)。戴橡皮手套。工作后,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的衛生習慣。皮膚接觸:脫去污染的衣著,立即用水沖洗至少15分鐘。若有灼傷,就醫治療。眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧。給予2-4%碳酸氫鈉溶液霧化吸入。就醫。食入:誤服者給飲牛奶或蛋清。立即就醫。眼睛接觸后,立即用大量水沖洗并征求醫生意見。發生事故時或感覺不適時,立即求醫(可能時出示標簽)。吸入有害。
參考資料 >
氟化合物.中國大百科全書.2024-10-07
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