Homemyပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များ၊ superacids နှင့် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်များ

ပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များ၊ superacids နှင့် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်များ

အက်ဆစ်ဆိုတာ လူတော်တော်များများ သိထားတာထက် အများကြီး ပိုအဖြစ်များပါတယ်။ ၎င်းတို့သည် ကျွန်ုပ်တို့စားသောအစားအစာများ၊ ကျွန်ုပ်တို့သောက်သောအရည်များ၊ ကျွန်ုပ်တို့၏စက်ပစ္စည်းများကို ပါဝါပေးသောဘက်ထရီများနှင့် အခြားအရာများမှ နေရာပေါင်းစုံတွင် ရှိနေပါသည်။ နေရာအနှံ့တွင်ရှိသည့်အပြင်၊ အက်ဆစ်များသည် ၎င်းတို့၏ဂုဏ်သတ္တိများနှင့်ပတ်သက်လာလျှင် အရေးကြီးဆုံးမှာ မတော်တဆဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းတို့၏အချဉ်ဓာတ်မှာ အတိအကျဖြစ်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါ ကဏ္ဍများတွင် အက်ဆစ်၏ သဘောတရားကို ရှုထောင့်အမျိုးမျိုးမှ ပြန်လည်သုံးသပ်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အက်ဆစ်အား သန်မာစေသော အက်ဆစ်များကို သတ်မှတ်ပေးမည်ဖြစ်ပြီး သိပ္ပံပညာအရ သိရှိနိုင်သော အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်များ၏ နမူနာများကိုလည်း တွေ့မြင်ရမည်ဖြစ်သည်။

အက်ဆစ်ဆိုတာဘာလဲ။

အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ်များ၏ အယူအဆအမျိုးမျိုးရှိသည်။ Arrhenius နှင့် Bromsted နှင့် Lowry တို့၏အဆိုအရ၊ အက်ဆစ်သည် ပရိုတွန် (H + ions ) များကို အရည်တွင် ထုတ်လွှတ်နိုင်သည့် ဓာတုပစ္စည်း ဖြစ်သည်။ ဤသဘောတရားသည် အက်ဆစ်ဟုကျွန်ုပ်တို့ယူဆသောဒြပ်ပေါင်းအများစုအတွက်သင့်လျော်သော်လည်းအက်ဆစ်ကဲ့သို့ပြုမူသောအခြားဒြပ်စင်များနှင့်အက်ဆစ် pH ဖြင့်ဖြေရှင်းချက်များကိုထုတ်လုပ်သည့်အခြားဒြပ်စင်များအတွက်မလုံလောက်သော်လည်း၎င်းသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကေိုဂျင်ပင်မပါဝင်ပါ။ ၎င်းတို့တွင်၊ ၎င်း၏ဖွဲ့စည်းပုံ။

အထက်ဖော်ပြပါအမြင်အရ၊ အက်ဆစ်၏ အကျယ်ပြန့်ဆုံးနှင့် လက်ခံမှုအရှိဆုံး အယူအဆမှာ Lewis acids ဖြစ်ပြီး ယင်းအက်ဆစ်သည် အီလက်ထရွန်တွင် ဓာတုပစ္စည်းချို့တဲ့မှု (ယေဘုယျအားဖြင့် မပြည့်စုံသော octet နှင့်) အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုလျှင် အီလက်ထရွန်တစ်စုံကို လက်ခံနိုင်သည့် Lewis acids ဖြစ်သည်။ အခြေခံအားဖြင့် ၊ ထို့ကြောင့် diative သို့မဟုတ် coordinate covalent နှောင်ကြိုးကိုဖွဲ့စည်းသည်။ ဤအယူအဆသည် အခြားသူများထက် များစွာပို၍ ယေဘုယျအားဖြင့် အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ်များ၏ သဘောတရားကို ကျွန်ုပ်တို့အသုံးပြုလေ့ရှိသော ရေပျော်ရည်များထက်ကျော်လွန်၍ ချဲ့ထွင်နိုင်စေသောကြောင့် ဖြစ်သည်။

အချဉ်ဓာတ်ကို ဘယ်လိုတိုင်းတာမလဲ။

အက်ဆစ်အားကောင်းခြင်း အားနည်းခြင်းအကြောင်း ပြောလိုပါက အက်ဆစ်များ၏ နှိုင်းရခိုင်ခန့်မှုကို တိုင်းတာသည့်နည်းလမ်းရှိရမည် ၊ ဆိုလိုသည်မှာ နှိုင်းယှဉ်ရန်အတွက် ၎င်းတို့၏ အချဉ်ဓာတ်ကို တိုင်းတာနိုင်ရပါမည်။ ရေပျော်ရည်များတွင်၊ ရေမော်လီကျူးများသို့ ပရိုတွန်များကို တိုက်ရိုက်လှူဒါန်းခြင်းဖြင့်ဖြစ်စေ ရေတွင် ဟိုက်ဒရိုနီယမ်အိုင်းယွန်းများထုတ်လုပ်နိုင်မှုစွမ်းရည်သတ်မှတ်ချက်အရ အက်စစ်ဓာတ်ကို တိုင်းတာသည်-

ပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များ၊ superacids နှင့် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်များ

သို့မဟုတ် ပရိုတွန်ကို ဒုတိယရေမော်လီကျူးသို့ ဆုံးရှုံးစေသည့် ရေမော်လီကျူးများ၏ ညှိနှိုင်းမှုဖြင့်၊

ပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များ၊ superacids နှင့် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်များ

ဖြစ်ရပ်နှစ်ခုစလုံးတွင်၊ ၎င်းတို့သည် အက်ဆစ် dissociation constant သို့မဟုတ် acidity constant ( K a ) ဟုခေါ်သော အိုင်ယွန်းမျှခြေကိန်းသေနှင့် ဆက်စပ်နေသည့် နောက်ပြန်လှည့်နိုင်သော တုံ့ပြန်မှုများ ဖြစ်သည်။ ဤကိန်းသေ၏တန်ဖိုး သို့မဟုတ် pK a ဟုခေါ်သော ၎င်း၏အနုတ်လော်ဂရစ်သမ် ကို အက်ဆစ်၏အချဉ်ဓာတ်တိုင်းတာမှုအဖြစ် မကြာခဏအသုံးပြုသည်။ ဤသဘောအရ၊ အချဉ်ဓာတ်ကိန်းသေ၏တန်ဖိုး (သို့မဟုတ် ၎င်း၏ pK a ၏တန်ဖိုးနိမ့်လေ ) အက်ဆစ်အားကောင်းလေ၊ အပြန်အလှန်အားဖြင့် အားကောင်းလေဖြစ်သည်။

အနည်းငယ်ပိုတိုက်ရိုက်ဖြစ်သော်လည်း အလားတူအချဉ်ဓာတ်ပမာဏကို တိုင်းတာသည့် အခြားနည်းမှာ မတူညီသောအက်ဆစ်များ၏ pH ၏အဖြေများကို စမ်းသပ်ခြင်းဖြင့် တိုင်းတာခြင်းဖြစ်သော်လည်း တူညီသော အံသွားပြင်းအားဖြင့် တိုင်းတာခြင်းဖြစ်သည်။ pH နိမ့်လေ၊ အက်စစ်ဓာတ် များလေလေဖြစ်သည်။

superacids ၏အချဉ်ဓာတ်

အထက်ဖော်ပြပါ အချဉ်ဓာတ်တိုင်းတာသည့်နည်းလမ်းများသည် ရေတွင်ရှိသော အက်ဆစ်များအတွက် သင့်လျော်သော်လည်း၊ အခြားအပျော်ရည်များတွင် အက်ဆစ်များပျော်ဝင်သည့်ကိစ္စများတွင် (အထူးသဖြင့် aprotic သို့မဟုတ် ဟိုက်ဒရိုဂျင်မဟုတ်သောအပျော်ရည်များ) သို့မဟုတ် အက်ဆစ်စစ်စစ်မှလွဲ၍ များစွာသောကိစ္စများတွင် အသုံးမဝင်ပေ။ ထို့အပြင်၊ ရေနှင့် အခြားသောပျော်ရည်များတွင် အက်ဆစ်အဆင့်ထိရောက်မှုဟုခေါ်သော အက်ဆစ်များပါဝင်ပြီး အက်ဆစ်အားလုံးသည် အက်စစ်ဓာတ်အဆင့်တစ်ခုပြီးနောက်တွင် တူညီသောနည်းလမ်းအတိုင်း ပြုမူစေသည်။

ဤအခက်အခဲကို ကျော်လွှားနိုင်ရန်၊ ရေထဲတွင်ရှိသော အက်ဆစ်ဓာတ်အားလုံးသည် တူညီသော အချဉ်ဓာတ်ရှိစေရန်အတွက် အခြားသော အက်ဆစ်ဓာတ်ကို တိုင်းတာသည့်နည်းလမ်းများကို တီထွင်ဖန်တီးခဲ့ကြသည်။ စုပေါင်းအားဖြင့်၊ ၎င်းတို့ကို acidity function ဟုခေါ်သည်၊ အသုံးအများဆုံးမှာ Hammett သို့မဟုတ် H 0 acidity function ဖြစ်သည်။ ဤလုပ်ဆောင်ချက်သည် pH နှင့် သဘောတရားအရ ဆင်တူပြီး 2,4,6-trinitroaniline ကဲ့သို့သော အလွန်အားနည်းသော generic base ကို protonate လုပ်နိုင်သော Bromsted acid ၏ စွမ်းရည်ကို ကိုယ်စားပြုပြီး ပေးသည်-

Hammett အချဉ်ဓာတ် လုပ်ဆောင်ချက်

ဤအခြေအနေတွင်၊ pK HB+ သည် သန့်စင်သောအက်ဆစ်တွင် ပျော်ဝင်သောအခါတွင် အားနည်းသောအခြေခံ၏ အချဉ်ဓာတ်အဆက်မပြတ်၏ အနုတ်လော်ဂရစ်သမ်၊ [B] သည် အံဝင်ပေါက်မပေါက်နိုင်သော အောက်ခံ၏အံသွားအာရုံစူးစိုက်မှုဖြစ်ပြီး [HB + ] သည် အာရုံစူးစိုက်မှုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ conjugate အက်ဆစ်။ H 0 နိမ့်လေ ၊ အချဉ်ဓာတ် မြင့်မားလေဖြစ်သည်။ အကိုးအကားအတွက်၊ sulfuric acid သည် Hammett function တန်ဖိုး -12 ရှိသည်။

ခိုင်မာသောအက်ဆစ်နှင့်အားနည်းအက်ဆစ်

ပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များကို ရေပျော်ရည်တွင် လုံးလုံးလျားလျား ကွဲထွက်သွားသော အက်ဆစ်များဟု ယူဆကြသည်။ တစ်နည်းဆိုရသော် ၎င်းတို့သည် ရေတွင် ခွဲထွက်ခြင်းသည် နောက်ပြန်လှည့်၍မရသော ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ အက်ဆစ်ပျော့များသည် ရေတွင် လုံးဝမခွဲထုတ်နိုင်သော အရာများဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းတို့၏ dissociation သည် ပြောင်းပြန်ဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့နှင့် ဆက်စပ်နေသော အက်စစ်ဓာတ်အတော်လေးနည်းသော ကိန်းသေများရှိသည်။

Superacids များ

ပြင်းထန်သောအက်ဆစ်များအပြင်၊ superacids များလည်းရှိသည်။ ၎င်းတို့သည် သန့်စင်သော ဆာလဖူရစ်အက်ဆစ်ထက် ပိုမိုအားကောင်းသော အက်ဆစ်များဖြစ်သည်။ ဤအက်ဆစ်များသည် အလွန်ပြင်းထန်သောကြောင့် ၎င်းတို့သည် ကျွန်ုပ်တို့ပုံမှန်အားဖြင့် ကြားနေဟုထင်ရသည့် အရာများကိုပင် ပရိုတိန်းထုတ်ပေးနိုင်ပြီး ၎င်းတို့သည် အခြားသော ပြင်းထန်သောအက်ဆစ်များကိုပင် ပရိုတိန်းထုတ်ပေးနိုင်သည်။

အသုံးများသော ပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များစာရင်း

အသုံးအများဆုံး ပြင်းထန်သော အက်ဆစ်များမှာ-

  • ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် (H 2 SO 4 ၊ ပထမကွဲထွက်ခြင်းသာ)
  • နိုက်ထရစ်အက်ဆစ် (HNO 3 )
  • Perchloric acid (HClO 4 )
  • Hydrochloric acid (HCl)
  • Hydroiodic အက်ဆစ် (HI)
  • Hydrobromic acid (HBr)
  • Trifluoroacetic အက်ဆစ် (CF 3 COOH)

ခိုင်မာသောအက်ဆစ်၏ နောက်ထပ်ဥပမာအနည်းငယ်ရှိသော်လည်း အက်ဆစ်အများစုမှာ အားနည်းသည်။

Fluoroantimonic Acid – ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံးအက်ဆစ်

အပြင်းထန်ဆုံး လူသိများသော အက်ဆစ်မှာ ဖော်မြူလာ HSbF 6 ပါရှိသော fluoroantimonic acid ဟုခေါ်သော superacid ဖြစ်သည်။ ၎င်းကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဖလိုရိုက် (HF) ဖြင့် ခနောက်စိမ်းပင် ပန်တာဖလိုရိုက် (SbF 5 ) ကို တုံ့ပြန်ခြင်းဖြင့် ပြင်ဆင်သည်။

Fluoroantimonic acid သည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံးအက်ဆစ်ဖြစ်သည်။

ဤတုံ့ပြန်မှုသည် အံဝင်ခွင်ကျ ဇယားရှိ အီလက်ထရောနစ်ဒြပ်စင်အများစုဖြစ်သည့် ဖလိုရင်းအက်တမ် 6 ခုတွင် အနုတ်ဓာတ်ကို ဖြန့်ဖြူးပေးပြီး တည်ငြိမ်စေသော ပဲ့တင်ထပ်သံများစွာသောဖွဲ့စည်းပုံများကြောင့် အလွန်တည်ငြိမ်သော hexacoordinated ion [SbF 6 – ] ကိုထုတ်ပေးသည်။

အချဉ်ဓာတ်အရ၊ ဤအက်ဆစ်တွင် Hammett acidity function value သည် -21 နှင့် -24 ကြားရှိပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ ဤအက်ဆစ်သည် သန့်စင်သော sulfuric acid ထက် 12 ဆပိုအက်ဆစ်ဖြစ်သည် (Hammett ၏ acidity function သည် logarithmic function ဖြစ်သည်၊ ထို့ကြောင့် ၊ ယူနစ်တစ်ခု၏ ပြောင်းလဲမှုတစ်ခုစီသည် ပြင်းအားတစ်ခု၏ အစီအစဥ်တစ်ခု၏ ပြောင်းလဲခြင်းကို ဆိုလိုသည်။)

အခြား superacids များစာရင်း

  • Triflic acid သို့မဟုတ် trifluoromethanesulfonic acid (CF 3 SO 3 H)
  • ဖလိုရိုဆာလ်ဖောနစ်အက်ဆစ် (FSO 3 H)
  • မှော်အက်ဆစ် (SbF5)-FSO 3 H

ကိုးကား

Brønsted-Lowry Superacids နှင့် Hammett Acidity လုပ်ဆောင်ချက်။ (၂၀၂၁ ခုနှစ်၊ အောက်တိုဘာလ ၄ ရက်)။ https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang၊ R. (2021)။ ဓာတုဗေဒ ( ၁၁ ကြိမ်မြောက် )။ MCGRAW တောင်တန်းပညာရေး။

Farrell, I. (2021၊ အောက်တိုဘာလ 21)။ ကမ္ဘာပေါ်မှာ အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်က ဘာလဲ။ CSR ပညာရေး။ https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger၊ D. (2020၊ အောက်တိုဘာလ 26)။ ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံး အက်ဆစ်—အသိပညာ စွပ်ပြုတ် ။ အလယ်အလတ်။ https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% ပစ္စည်း ၂၀

SciShow (၂၀၁၆ ခုနှစ်၊ ဒီဇင်ဘာလ ၁၉ ရက်)။ ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံးအက်ဆစ်များ [ဗီဒီယို] Youtube ပါ။ https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY