硫酸最大的浓度是多少,真的有超过百分百的吗?
浓度有多种概念,通常所说的是质量浓度,就是单位体积的溶液里有多少克/千克溶质。而像硫酸、盐酸这种试剂瓶上所标注的浓度则是质量分数,是溶质质量与溶液(溶质加溶剂)质量之比。
根据定义可以看出,质量分数的计算式为:[A/(A+B)]×100%。分母大于等于分子,那理论上来说,质量分数的数值永远不可能超过百分之百。
不过对于硫酸溶液,有浓度超过100%的,为发烟硫酸。在浓度为100%的硫酸中加入了三氧化硫,计算的过程中需要将三氧化硫换算成硫酸,最终结果就大于百分之百。
发烟硫酸浓度的计算公式为:(硫酸的质量+三氧化硫的质量+三氧化硫转化为硫酸所需要的水的质量)/(硫酸的质量+三氧化硫的质量)×100%。可以看到分子要多出一项,所以结果肯定大于100%。
这一种方式得出的浓度叫做当量硫酸浓度。而如果单纯只看不含三氧化硫的硫酸,其实浓度没有超过百分之百的。
常用的“纯硫酸”浓度最大值为98.3%,一般称为98%。市场上使用的纯硫酸没有再超过这个值的了,据说浓度如果再升高,那制备出来的硫酸中会含有三氧化硫。
硫酸是化学实验中一定会遇上的物质。通常情况下其并不一定是作为反应物使用,而是作为洗涤容器的溶液。硫酸腐蚀性强,若皮肉与其接触会产生化学烧伤。所以使用过程中要格外小心,若不慎沾上,要迅速用大量清水冲洗10到15分钟左右,带走热量。
而如果提到硫酸,一定会想到浓盐酸。盐酸是指氯化氢气体溶于水形成的溶液,所以若浓度达到100%,已经变成液态氯化氢而不是盐酸。另外氯化氢要在水溶液中才能电离出氢离子显酸性,所以不存在浓度100%的盐酸。
这是指在100%的硫酸中溶进了三氧化硫的发烟硫酸.它是将溶进去的三氧化硫换算成硫酸再加上原来有的硫酸然后除以溶液的总质量得到的百分数.即: (硫酸的质量+三氧化硫的质量+三氧化硫形成硫酸需要的水的质量)/(硫酸的质量+三氧化硫的质量) *100% 由于多出了本来溶液中没有的水的质量,所以结果会大于100% 这种算法算出来的浓度叫做当量硫酸浓度("当"是指"相当"的意思),所以120%的硫酸,是指当量硫酸浓度为120% 比如:120%的硫酸中真实的硫酸只有10%,而溶在里面的三氧化硫占90%. 按这种计算方式,可算出硫酸的当量百分浓度最大为122.5%.实际上这种"硫酸"是纯的三氧化硫.
纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%,其密度为1.84g·cm-3,其物质的量浓度为18.4mol·L-1。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。”
1、吸水性
将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸具有吸水性。
⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。
⑵吸水性是浓硫酸的物理性质。 浓硫酸只能干燥酸性和中性气体。
⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。
2、特性
除了酸固有的化学性质外,浓硫酸还具有自己特殊的性质,与稀硫酸有很大差别,主要原因是浓硫酸溶液中存在大量未电离的硫酸分子(H2SO4),这些硫酸分子使浓硫酸有很强的性质。
高氯酸是最强的无机含氧酸。
HI酸性似乎还要弱一点。电离度大约95%。
一般把酸性超过100%硫酸的酸称为超[强]酸。
以下引用自百度百科:
氟硫酸和五氟化锑按1:0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的1亿倍;按1:1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。
发现历史
说起超强酸的发现,还有一段故事呢!十多年前,一个圣诞节的前夕,在美国加利福尼亚大学的实验室里,奥莱教授和他的学生正在紧张地做着实验。一个学生好奇地把一段蜡烛伸进一种无机溶液里。奇迹发生了——性质稳定的蜡烛竟然被溶解了!蜡烛的主要成分是饱和烃,通常它是不会与强酸、强碱甚至氧化物作用的。但这个学生却在无意中用这种1∶1的SbF3·HSO3F的无机溶液溶解了它。奥莱教授对此非常惊愕,连连称奇。他把这种溶液称为“魔酸”,也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生 C—H键的断裂,生成氢气;发生C—C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷。在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固态的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它们都有类似于SbF5·HSO3F的性质。
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超强酸
开放分类: 酸、化学、腐蚀剂
品 名:超强酸
拼音:chaoqiangsuan
英文名称:superacid
说明:又称超酸。是一种比100%硫酸还强许多倍的酸。特别是液体超强酸,有的比100%硫酸强近10^12倍,有严重腐蚀性和严重公害。全氟磺酸树脂(Nafion-H)是现在已知的最强固体超强酸,具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚,得到全氟磺酸树脂。由于Nafion-H分子中引入电负性最大的氟原子,产生强大的场效应和诱导效应,从而使其酸性剧增。与液体超强酸相比,用作催化剂时,易于分离,可反复使用。且腐蚀性小,引起公害少,选择性好,容易应用于工业化生产。
近年世界上已开发和研制了比硫酸、盐酸;硝酸酸性强几百万倍,甚至几十亿倍的超强酸。 这些超强酸,酸性极强。以HF~SbF5为例,
物质的量为1:0.3的氢氟酸和五氟化锑混合时的酸性强度要比无水硫酸(100%)的强度约大1亿倍。而HF~SbF5的物质量比1:1时其酸性估计可达无水硫酸的10万兆倍。这些超强酸如魔酸,它是五氟化锑和氢氟酸按体积比l:l混合制成的混酸。其酸度只是无水硫酸的100倍,目前,在世界市场上已有商品出售,超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。
在很长的一段时间内,人们认为王水就是酸中之王,是最强的酸了,因为即使是黄金,遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。
直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液,它能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛,人们才知道其实王水并不是最强的酸,还有比它强的酸,这就是魔酸,又叫超强酸。
从成分上看,超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。它们的酸性强的令人难以置信,比如氢氟酸和五氟化锑按1 :0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的 1亿倍;按1 :1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。所以王水在它们面前只能是“小巫见大巫”。