ما هي الأحماض فائقة القوة أو superacids ؟

ما هو الحمض؟

الحمض هو أي مادة كيميائية لها القدرة على إعطاء آيون الهيدروجين الموجب (+H) أو كما يطلقون عليه بروتون ، أو هو المادة القادرة على تكوين رابطة تساهمية مع زوج من الإلكترونات.

قوة الحمض

قوة الحمض تشير إلى مدى قدرة الحمض على إعطاء أو تحرير البروتون،
الحمض القوي هوالحمض الذي يتفكك كليا في الماء(100%) معطيا كل البروتونات التي يحتويها، أما الحمض الضعيف فينحل جزئيا .
فكلما كانت درجة تفكك المادة أسرع وتعطي آيون الهيدروجين بسهولة كلما زادت درجة حامضية المادة .

أمثلة على الأحماض القوية

هي الأحماض التي تنحلل بنسبة 100% معطية آيون الهيدروجين في المحلول المائي.
ومن أمثله هذه الأحماض:
حمض الهيدروكلوريك (PH= 0.1 :-HCL-( hydrochloric acid
،حمض النيترك PH =1 : (nitric acid) HNO3
،حمض الكبريتيك PH= 0.3 :(sulfuric acid) H2So4

الأحماض فائقة القوة (superacids)

هي الأحماض التي تكون درجة الحامضية لها أعلى من حامضية حمض السلفوريك او الكبريتيك النقي (الكبريتيك بتركيز 100%).

قيمة ال pHلحمض الكبريتيك تساوي 0.3
وقيمة الH0 لحمض الكبريتيك 100% تساوي -12
وعلي هذا فإن أي حمض تقل قيمته عن هذه القيم يعتبر أويصنف ضمن الأحماض فائقة القوة
وH0 تعرف ب( دالة هامت الحامضية) هي قيمة تستخدم لحساب أو لتعريف درجة الحموضة في الأحماض فائقةالقوة عوضا عن قيمة الPH اتي تستخدم لحساب تركيز آيون الهيدروجين أو درجةا الحامضية للمواد الأقل حامضية من حمض الكبريتيك 100%.
تستخدم الأحماض فائقة القوة عادة في عملية برتنة أو(protenate)الهيدروكربونات أي إضافة آيون الهيدروجين للمواد الهيدروكربونية وتعتبر هذه العملية أساسية في أي تفاعل كيميائي وتعتبر من المحفزات للتفاعل.
تستخدم في مجال البتروكيماويات عادة كعامل محفز خاصة في عمليات الألكنة.

أمثلة على الأحماض فائقة القوة

• حمض الكلوروسلفوريك(Chlorosulfuric acid) (HSO3Cl) :
  H₀₌-12.8
• حمض التريفليك(Triflic acid) (CF3SO3H): ايضا يسمى ثلاثي فلورو ميثانيسلفونيك (trifluoromethanesulfonic acid) تصل قيمة دالة هامت له H_{0 =}−14.9 ،سائل عديم اللون متوسط اللزوجة يذوب في المذيبات القطبية
• حمض هيدروجين الفلوريدHydrogen fluoride)HF) قيمة الH₀₌ −15.1 ،هو غاز عديم اللون المحلول المائي له يسمى حمض الهيدروفلوريك ،يعتبر المادة الخام أو المادة الأولية المستخدمة في تحضير العديد من المواد مثل صناعة الأدوية والبوليمر ( التفلون) كما يتخدم في صناعة المواد البترولية.
• حمض الفلوروسلفوريك(HSO3F) (Fluorosulfuric acid)
  قيمة الH₀₌ −15.1 ،سائل عديم اللون ولكنه موجود تجاريا باللون الأصفر،يحضر من تفاعل حمض الهيدروفلوريد مع ثالث أسيد الكبريت.
• أحماض الكربورين ( Carborane acids) H(CXB11Y5Z6) X, Y, Z = H, Alk, F, Cl, Br, CF3
  قيمة الH₀≤ −18 مصنفة ضمن أقوى الأحماض حيث أنه أقوى مليون مرة على الأقل من حمض الكبريتيك 100% ،يمكن أن تحفظ في الأواني الزجاجية على خلاف باقي الأحماض الفائقة.
• حمض الماجيك أو الحمض السحري (FSO3H·SbF5) (Magic acid )
  قيمة الH₀₌ −19.2 يتم تحضيره من حمض الفلورو سلفوريك وخماسي فلوريد الأنتيمون بنسبة 1:1

حمض الفلوروانتيمونيكH2FSbF6 or H2F[SbF6 ) ((Fluoroantimonic acid

• حمض الفلوروانتيمونيكH2FSbF6 or H2F[SbF6 ) ((Fluoroantimonic acid
  حمض الفلوروانتيمونيك يأتي في المرتبة الأولى كاقوي الأحماض علي الإطلاق ، قيمة ال H₀ بين -21 و -23 فهو أقوى من حمض الكبريتيك النقي ( 100%) ب 2×10¹⁹ أي 20 كوينتيليون أقوى من حمض الكبريتيك 100%. يمكنه إذابة الزجاج والعديد من المواد الأخرى كما يمكنه برتنة تقريبا جميع المواد العضوية فهو يستطيع إذابة أي مادةعضوية تقريبا بما في ذلك إذابة جميع مكونات جسدك لذلك هو لا يحفظ إلا في أواني مصنوعة من (البولي تترا فلوروايثيلين ) أو التفلون حمض الفلورو أنتيمونيك سريع الذوبان في الماء فعند ملامسته للماء يتفكك بصورة انفجارية وبشكل سريع، وبسبب هذه الخاصية لا يمكن تحضيره في محلول مائي بل يستخدم حمض الهيدروفلوريك أو فلوريد هيدروجين في تحضير محلول من الفلوروأنتيمونك . عند درجات الحرارة المرتفعة تتصاعد أبخرة سامة منحمض الفلورو أنتيمونيك. يتفكك أو ينحل حمض الفلورانتيمونك ويعطي حمض الهيدروفلوريد.