氟銻磺酸[化學(xué)式：HSbF5（OSO2F）或SbF5·HSO3F，式量：316.82]又稱魔酸。無色透明的粘稠液體，含雜質(zhì)時(shí)為淡黃色、棕色甚至是黑綠色。有明顯的刺激性氣味，純凈的氟銻磺酸密度大致為3.61-3.82g/ml，無固定熔沸點(diǎn)。氟銻磺酸還是一種良好的溶劑和腐蝕劑，可以將包括金、鉑在內(nèi)的極不活潑金屬氧化溶解。電導(dǎo)率1.2×10-8S/m。當(dāng)質(zhì)子酸路易斯酸混合時(shí)，其酸的強(qiáng)度增大。

化學(xué)性質(zhì)

氟銻磺酸是超強(qiáng)酸之一，可以看作五氟化銻和氟硫酸的混合物，SbF5與FSO3-離子結(jié)合成[SbF5 - OSO2F]-離子，使電離出的氫離子幾乎不受粒子引力控制。[SbF5 - OSO2F]-在溶液中完全電離，暴露在空氣中強(qiáng)烈吸水并有部分水解形成HSbO3、HF、H?SO?和其他強(qiáng)酸及一些絡(luò)合物。

故久置的魔酸中還有少量SbO3-、F-、SO42-、SbO+、SbO2+離子。SbF5 - OSO2F]-離子有和氟離子一樣的活性。當(dāng)皮膚沾到氟銻磺酸時(shí)先會(huì)被脫水炭化，接著碳被離子化，[SbF5 - OSO2F]-離子及少量SbO3-、F-等離子進(jìn)入血液，使鈣、鎂離子失活，導(dǎo)致人體中毒。

氟銻磺酸酸性極強(qiáng)，以至于高氯酸在其中都會(huì)被質(zhì)子化：

HClO?+HSbF5 - OSO?F===[SbF5 - OSO2F]-+[H2ClO4]+

在這種酸性環(huán)境下，一般情況下很多無法進(jìn)行的有機(jī)化合反應(yīng)可以順利進(jìn)行。故氟銻磺酸常作為現(xiàn)代化工合成反應(yīng)的催化劑。

超強(qiáng)酸能向鏈烷烴供給質(zhì)子，使其質(zhì)子化形成碳正離子。

R3CH+[H2SO3F]+<—->?[R3CH2]++HSO3<—->H2+[R3C]++HSO3F

超強(qiáng)酸對(duì)鏈狀鹵素和硫陽(yáng)離子的研究提供了一個(gè)優(yōu)良的溶劑介質(zhì)。

氟銻磺酸還是一種良好的溶劑和腐蝕劑，可以將包括金、鉑在內(nèi)的極不活潑金屬氧化溶解。氟銻磺酸通常儲(chǔ)存在聚四氟乙烯的容器內(nèi)。在室溫下氟銻磺酸和玻璃作用劇烈，并能溶解烴類有機(jī)物，可以將有機(jī)含氧化合物脫水炭化，但和含鉛塑料玻璃（一種狀似玻璃的透明有機(jī)含鉛有機(jī)材料，主要成分是全氟聚苯乙烯、聚四氟乙烯、和二氟化鉛,如圖所示）反應(yīng)很慢，故一般用含鉛塑料玻璃制成的細(xì)口瓶盛裝。

氟銻磺酸酸使某些很難質(zhì)子化的物質(zhì)（如高氯酸）質(zhì)子化，進(jìn)一步制備含有-ClO3基團(tuán)的有機(jī)物：

HClO4+H+====[H2ClO4]+

[H2ClO4]++H+====[ClO3]++[H3O]+

C6H6+[ClO3]+====[C6H6ClO3]+

[C6H6ClO3]+-H+====C6H5ClO3

氟銻磺酸酸使高級(jí)烷烴質(zhì)子化，催化烷烴裂解：

- CH3）3CH+H→ - CH33C+H2;

- CH3）4C+H→ - CH3）3C+CH4

氟銻磺酸酸含有羥基的有機(jī)物（如醇、酚、羧酸等）質(zhì)子化，進(jìn)一步脫羥基化。

R-OH+2H=R+碳正離子+[H3O]+

強(qiáng)氧化劑：Sb - V）氟化物例如SbF5具有一定的氧化性，加上它超強(qiáng)的酸性，大大增加了氧化能力，能夠氧化腐蝕多種金屬。要注意的是，氟銻磺酸是無水體系，當(dāng)氟銻磺酸與大量水混合時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，失去超酸性。

物理性質(zhì)

氟銻磺酸是無色透明的粘稠液體，含雜質(zhì)時(shí)為淡黃色、棕色甚至是黑綠色。有明顯的刺激性氣味，純凈的氟銻磺酸密度大致為3.61-3.82g/ml，無固定熔沸點(diǎn)。

發(fā)現(xiàn)過程

1966年圣誕節(jié)，美國(guó)Case Western Keserve大學(xué)，G.A.Olah教授實(shí)驗(yàn)室一位研究人員J.Lukas無意中將圣誕節(jié)晚會(huì)上用過的蠟燭扔進(jìn)一個(gè)酸性溶液（SbF5·HSO3F）中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蠟燭很快地溶解了，促使他進(jìn)一步研究，此實(shí)驗(yàn)溶液去做核磁共振研究（14C-NMR），令人驚奇的是核磁共振譜圖上竟出現(xiàn)了一個(gè)尖銳的特丁基陽(yáng)離子（碳正離子）峰。這種酸能溶解飽和烴。從那時(shí)起，Olah實(shí)驗(yàn)室人員就給SbF5·HSO3F起個(gè)綽號(hào)叫“魔酸”（Magic?acid）。

現(xiàn)在人們習(xí)慣地將酸強(qiáng)度超過100%H2SO4的一個(gè)酸或酸性介質(zhì)叫做超酸（或超強(qiáng)酸），把SbF5·HSO3F稱作魔酸。也就是后來所說的超強(qiáng)酸。超強(qiáng)酸不但能溶解蠟燭，而且能使烷烴、烯烴等發(fā)生一系列化學(xué)變化，這是普通酸難以做到的。例如，正丁烷在超強(qiáng)酸的作用下，可以發(fā)生C—H鍵的斷裂，生成氫氣；發(fā)生C—C鍵的斷裂，生成甲烷；還可以發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)生成異丁烷。

在奧萊教授和他的學(xué)生這一發(fā)現(xiàn)的啟示下，迄今為止，科學(xué)家們已經(jīng)找到多種液態(tài)和固態(tài)的超強(qiáng)酸。液態(tài)的有HF·SbF5、TaF5·HSO3F等。固態(tài)的有SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3等，它們都有類似于SbF5·HSO3F的性質(zhì)。

應(yīng)用價(jià)值

目前，超強(qiáng)酸在化學(xué)和化學(xué)工業(yè)上,極有應(yīng)用價(jià)值，它既是無機(jī)及有機(jī)的質(zhì)子化試劑，又是活性極高的催化劑。過去很多在普通環(huán)境下極難實(shí)現(xiàn)或根本無法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)在超強(qiáng)酸環(huán)境中。卻能異常順利地完成。

而由于超強(qiáng)酸的酸性和腐蝕性強(qiáng)的出奇，所以過去一些極難或根本無法實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，在超強(qiáng)酸的條件下便能順利進(jìn)行。比如正丁烷，在超強(qiáng)酸的作用下，可以發(fā)生碳?xì)滏I的斷裂，生成氫氣，也可以發(fā)生碳碳鍵的斷裂，生成甲烷，還可以發(fā)生異構(gòu)化生成異丁烷，這些都是普通酸做不到的。

可以預(yù)料，隨著這些具有超常酸性和腐蝕性超強(qiáng)酸的相繼問世，化學(xué)和化學(xué)工業(yè)將會(huì)迅速走進(jìn)新時(shí)代。