酸是化学物质当中的一个大家族,它的成员包括盐酸、硝酸、硫酸等,都是参与化学反应的重要物质。人们对酸的认识是逐步深入的。起初人们只知道醋酸,到17世纪,荷兰化学家才发现了盐酸、硝酸和硫酸,但是这远远不是“酸”类物质的尽头。
人们知道,盐酸、硝酸、硫酸可以溶解其他金属,但是对于黄金却无能为力。黄金不怕酸的时代并没有延续多久,化学家们就发现,如果将浓硝酸和浓盐酸按照1∶3的体积比混合,所得到的混合酸液的酸性强度比上述几种酸要强得多,黄金遇到这种混合酸液就像“泥牛入海”一样,很快就变得无影无踪。无怪乎人们称这种混合酸液为“酸中之王”——王水。王水在很长的一段时间里,人们认为最强的酸就是王水了,不会再有新的“酸王”出现了。就在人们对强酸没有什么新追求的情况下,在一个圣诞节的前夕,美国加利福尼亚大学的实验室里却传出了一则惊人的消息:奥莱教授和他的学生偶然地发现了一种奇特的溶液,它能够溶解性质非常稳定的蜡烛。这种奇特的溶液是1∶1的SbF5·HSO3F溶液。
我们知道,蜡烛是高级烷烃,通常不与强酸、强碱甚至强氧化剂作用,但1∶1的SbF5·HSO3F溶液却能让它“粉身碎骨”。奥莱教授对此现象非常惊愕。他把这种溶液称做“魔酸”,后来又称做超强酸。
SbF5·HSO3F超强酸的发现,重新点燃了人们对强酸研究的兴趣之火。迄今为止,化学家们又找到了多种新的超强酸。不仅有液体超强酸,还有固体超强酸。
从成分上看,超强酸都是由2种或2种以上的化合物组成的,且都含有氟元素。它们的酸性强得令人难以思议,真不愧是酸中的“巨魔”。例如,当其“摩尔比”为1∶1时,其酸性强度约为浓硫酸的10亿倍。它们是强酸家族的新秀,也是名副其实的超级明星,王水在它们面前只是“小巫见大巫”了。
对于超强酸为什么能使正丁烷发生上述化学反应,其详细反应机理至今也不清楚。
现在已知的几种超强酸,除了可以做催化性能极高的酸性催化剂以及做有机化合物和无机化合物的质子化试剂外,在其他领域里还有哪些应用,这方面的谜也藏得很深很深,等待着人们去发现。