氟硫酸

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氟硫酸,又名氟磺酸,是一种无机化合物,化学式为FHO3S。是一种含氟的强酸,属于超强酸。可以把它看作硫酸与氢氟酸的酐,可溶于极性有机溶剂,例如硝基苯,乙酸和乙酸乙酯,但难溶在非极性溶剂如烷烃。氟硫酸是种无色透明的发烟液体,有强烈的刺激性气味,在低温下可用作NMR测定用溶,不能与活泼金属和超市环境中存放,一定要必免吸入,如不小心吸入马上抢救。
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氟硫酸,又名氟磺酸,是一种无机化合物,化学式为FHO3S。是一种含氟的强酸,属于超强酸。可以把它看作硫酸与氢氟酸的酐,可溶于极性有机溶剂(例如硝基苯,乙酸和乙酸乙酯),但难溶在非极性溶剂如烷烃。反映其强酸性,它溶解几乎所有有机物包括弱质子受体。氟硫酸的迅速水解就产生H2SO4与HF。主要用在分支烷与芳香化合物的烷基化反应,又能催化单烯的聚合,制造有用的高分子。

理化性质

密度:1.726g/cm3

熔点:-87.3℃

沸点:165.5℃

折射率:1.392

饱和蒸气压:0.33kPa(25℃)

外观:无色透明液体

溶解性:溶于水,溶于乙酸、硝基苯、乙醚,不溶于四氯化碳、二硫化碳。

稳定性:氟磺酸与水发生反应生成HF和H2SO4。氟磺酸是最强的液态酸之一,也是一种强氟化剂。纯净的氟磺酸不腐蚀玻璃。氟硫酸蒸馏时,可用普通的玻璃器皿在常压或减压下蒸馏。氟硫酸毒性比三氟甲磺酸大,应绝对避免与之接触或吸入。

制备方法

1.用氟氢化钾与发烟硫酸反应可生成氟磺酸。在一用冰盐冷浴冷却的铂皿或铝皿中加入40mL发烟硫酸(含SO3约60%),在搅拌下将20g干燥并粉碎的氟氢化钾KHF2慢慢地加入到发烟硫酸中。这样可形成一个黏稠的团,在空气中有些发烟。随后慢慢加热到100℃,以驱除多余的SO3和HF。将产物置于一有磨口接头的耶拿玻璃蒸馏装置中,渐渐加热到250℃,将HSO3F蒸馏出来,经二次蒸馏后,所得的氟磺酸已经很纯净。

2.用氯磺酸与氟化氢反应可生成氟磺酸。用一个装有银制滴液漏斗的银蒸馏瓶作为反应瓶,将其放在冰盐浴中进行冷却,将50g无水HF从反应瓶的气体导出管蒸馏到反应瓶中去,然后在此导出管的末端接上一个钢制干燥管,干燥管中装有KF以便吸收气体中挟带出来的HF。将HSO3Cl从滴液漏斗中加入到反应瓶中,反应立即开始发生,并有HCl气体均匀的放出。反应结束后,向反应瓶中通入干燥的空气流,并慢慢升温至110℃,这样以吹出过量的HF和残余的HCl。反应瓶中的剩余物质即为不含氯的HSO3F。完全纯净的氟磺酸可以储存在烧封的玻璃安瓿中,也可应用铝制的容器储存。

应用领域

主要用在分支烷与芳香化合物的烷基化反应,又能催化单烯的聚合,制造有用的高分子。氟硫酸熔点低,价廉,可用作低温下的NMR测定用溶剂。

计算化学数据

疏水参数计算参考值(XlogP):-0.3

氢键供体数量:1

氢键受体数量:4

可旋转化学键数量:0

互变异构体数量:0

拓扑分子极性表面积(TPSA):62.8

重原子数量:5

表面电荷:0

复杂度:92.6

同位素原子数量:0

确定原子立构中心数量:0

不确定原子立构中心数量:0

确定化学键立构中心数量:0

不确定化学键立构中心数量:0

共价键单元数量:1

分子结构数据

摩尔折射率:12.50

摩尔体积(cm3/mol):52.5

等张比容(90.2K):141.5

表面张力(dyne/cm):52.8

极化率(10-24cm3):4.95

泄漏应急处理

疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。合理通风,不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。用沙土、蛭石或其它惰性材料吸收,然后收集运至废物处理场所处置。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。

防护措施

呼吸系统防护:可能接触其蒸气或烟雾时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

防护服:穿工作服(防腐材料制作)。

手防护:戴橡皮手套。

其他:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。

眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。给予2-4%碳酸氢钠溶液雾化吸入。就医。

食入:误服者给饮牛奶或蛋清。立即就医。

安全信息

安全术语

S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.

眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。

S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).

发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。

风险术语

R20:Harmful by inhalation.

吸入有害。

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