ما هو حمض الفلوروأنتيمونيك  

ما هو الحمض

يعرف الحمض على أنه أي مادة كيميائية لديها قدرة لإعطاء آيون هيدروجين موجب (+H) أو يطلق عليه بروتون، أو هو أي مادة تقدر على تكوين رابطة تساهمية مع زوج إلكترونات، في القرن السابع عشر تم تنصنيف المواد إلى أحماض (Acids) وقواعد (Bases) لأول مرة بفضل عالم الكيمياء روبرت بويل (Robert Boyle)، وسمّى القواعد اسم القلويات، وقام بتصنيفها على أساس عدد من الخصائص، إذ عرّف الأحماض بأنها مواد طعهما حامض، وتسبب تآكل في المعادن، وتقوم بتحويل ورقة عباد الشمس إلى اللون الأحمر، وقال أن الأحماض تقل حامضيتها عند خلطها مع القواعد.[1]

أقوى حمض في العالم

يعتبر

أقوى حمض بالعالم

، هو حمض الفلوروأنتيمونيك HSbF6 يتكون من خليط من فلوريد الهيدروجين وخماسي فلوريد الأنتيمون بنسب مختلفة يعتبر أقوى الأحماض الفائقة المعروفة وأثبتت الأبحاث المعملية أنه بروتون حتى الهيدروكربونات لتحمل الكربوهيدرات وH2 حيث يأتي حمض الفلوروأنتيمونيك في المرتبة الأولى في قائمة أقوى الأحماض علي الإطلاق، لا يقع ضمن

ترتيب الأحماض المعدنية من حيث القوة

، بل ينتمي للأحماض الفائقة وهى أي حمض أقوى من حمض الكبريتيك النقي ( 100%)، وبالنسبة لحمض الفلوروأنتيمونيك فهو أقوى من حمض الكبريتيك بمعدل(2×10

¹⁹

) يمكنه إذابة الزجاج والعديد من المواد الأخرى، قادر على فهو إذابة أي مادة عضوية تقريبا، وأيضاً قدرته على إذابة أي شئ ولذلك يكون تحضيره في خاصية، وبالتالي لا يحفظ إلا في أواني مصنوعة من (البولي تترا فلوروايثيلين) أو التفلون (حمض الفلوروأنتيمونيك) فهو سريع الذوبان في الماء، فعند ملامسته للماء يتفكك بسرعة بطريقة أنفجارية.

خواص حمض الفلوروأنتيمونيك الفائق

• حمض الفلوروأنتيمونيك قوي وخطير ولكن ليس وحده، لأن هناك أحماض أخرى تنافسه، كأحماض الكاربورانيو ما يفرق بينهم أن أمنة أكثر على جلد البشر، أما حمض الفلوروأنتيمونيك إذا سكبته على يدك، سوف يأكل الجلد وصولاً للعظام.
• مثله كجميع الأحماض يعد من المتبرعين بالبروتون، بمعنى أنه يزيد من تركيز أيونات H والهيدرون عند إضافته إلى الماء، وهذا الحمض قادر على التبرع بالبروتونات بفعالية أكبر من حمض الكبريتيك النقي.
• إذا واجه حمض الفلوروأنيمونيك الماء يتفاعل بقوة، أو يتفكك بسرعة بطريقة أنفجارية.
• يتحلل ويطلق غاز الفلورين السام إذا قمت بتسخينه.
• قابل للاحتواء رغم خطورته، لأنه يمكن الاحتفاظ به في حاويات بلاستيك.
• يعد تفاعل فلوريد الهيدروجين HF وSbF5 طارد للحرارة.
• حمض الفلوروأنتيمونيك أقوى 2 × 1019 مرة من حمض الكبريتيك.
• لا يمكن أن يستخدام حمض الفلوروأنتيمونيك في محلول مائي لأن بسرعة وبشكل متفجر عند ملامسة الماء، ولا يستخدم إلا في محلول حمض الهيدروفلوريك.
• إن حمض الفلوروأنتيمونيك يتطور أبخرة شديدة السمية، ومع زيادة درجة الحرارة يتحلل حمض الفلوروأنتونيك ويولد غاز فلوريد الهيدروجين وحمض الهيدروفلوريك.
• قادر على إذابة الزجاج والعديد من المواد الأخرى ويطرد جميع المركبات العضوية في أي شئ يلمسه.

استخدامات حمض الفلوروأنتيمونيك

خصائصه القصوى تجعله مهماً رغم أنه ساماً وخطيراً جداً ومن ضمن أستخداماته الأتي:

• يستخدم حمض الفلورورأنتيمونيك في الكيمياء العضوية والهندسة الكيميائية ومن أجل بروتونات المركبات العضوية، على سبيل المثال يقدر حمض الفلورورأنتيمونيك أن يكون مجدياً في إزالة الميثان من النيوبنتان، وH2 من أيزوبيوتان.
• ويستخدم حمض الفلورورأنتيمونيك كعامل حفّاز للإكسلات والألكيلات في البتروكيماويات.
• وبشكل عام يمكن أستخدام الأحماض الفائقة من أجل تجميع وتوصيف الكربوهيدرات وكما وضحت أن حمض الفلورورأنتيمونيك يقع ضمن قائمة الأحماض الفائقة.

التفاعل بين حمض الهيدروفلوريك وأنتيمون الخماسي

التفاعل بين خماسي فلوريد الأنتيمون وفلوريد الهيدروجين ينتج عنه حامض الفلوروأنتيمونيك وهو تفاعل طارد للحرارة، وتكون معادلته كالأتي:

HF + SbF5 → H + SbF6-

عبر رابطة ضعيفة للغاية ثنائية القطب يرتبط أيون الهيدروجين البروتون بالفلور، ونظراً للحموضة الكبيرة جداً لحمض الفلوروأنتيمونيك نتجت الرابطة الضعيفة، وهذا يكون بمثابة تصريح يسمح للبروتون بالقفز بين مجموعات الأنيون.

سبب أن حمض الفلوروأنتيمونيك فائق الحموضة

السبب في حموضة حمض الفلوروأنتيمونيك أن لديه وظيفة حموضة الحمض أقل من -12، وظيفة الحموضة Hammet للحامض الفلورانتيكوني إلى H0 = -28؛ وفي العموم يصنف الحمض ضمن الأحماض الفائقة عندما يكون حمض أقوى من حمض الكبريتيك النقي H2SO4، ويعني هذا أن الحمض الفائق يتبرع بمزيد من أيونات الهيدروجين أو البروتونات في الماء.

الأحماض الفائقة

تتضمن قائمة الأحماض الفائقة أحماض فائقة تسمى أحماض الكاربورنين (carborane) وحمض الفلوروسولفوريك HFSO3، وأقوى حمض منفرد في العالم يعتبر الحمض الأميني الفائق الكاربوران، لأن حمض الفلوروأنتيمونيك هو خليط من خماسي فلوريد الأنتيمون وحمض الهيدروفلوريك، أما حمض Carborane الرقم الهيدروجيني الخاص به من -18، وهذا يجعله غير أمن على جلد الإنسان وعلى النقيض حمض الفلوروسلفوريك وحامض الفلوروانتيمونيك، فإن أحماض الكاربوران يمكن معالجتها بيدك دون عازل، ولأنه أمن أستخدم التفلون الذي هو من مشتقاته، فأستخدم  في أواني الطهي على كاربورانت وهو طلاء غير لاصق والتي تسمى تيفال، وعلى طالب الكيمياء أن يعرف أن أحماض الكاربوران غير شائعة نسبياً ، وليس سهلاً أن يصادفها .[2]

هل الحمض القوي هو الحمض المركز

بشكل رئيسي تتكون الأحماض من:

• مجموعتين من الأحماض الضعيفة والأحماض القوية.
• هذه الأحماض قد تكون مركّزة أو مخففة.[3]

نظرية أرهينيوس Arrhenius Theory

في عام 1887


قدم العالم السويدي سفانتي أرينيوس للمجتمع العلمي نظرية أرهينيوس تنص على أن


الأحماض هي مواد تنفصل في الماء لكى تنتج ذرات أو جزيئاتلها شحنة كهربية، وقال عنها أنها نظرية لتعريف الحوامض والقواعد، حيث ذكر أرهينيوس في تعريفه للحمض بأنه المادة التي ينتج من تفككها في محاليل مائية البروتون

⁺

H، بينما عرف القاعدةعلى أنها تلك المادة التي عندما تتفكك في المحاليل المائية ينتج أيون الهيدروكسيل

⁻

OH.

على أساس تلك نظرية أرهينيوس عرفنا بأن قوة الحوامض أو القاعدة تعتمد على مدى قدرتها على التفكك في المحلول المائي، فوضحت الكيفية التي نعرف بها إذا كان الحمض أو القاعدة قويان، النظر إلي إذا كان تفكك الحمض أو القاعدة كاملا أم لا.

ولتلك النظرية عيوب هى:

• اشتراطها أنه عند تفكك الحمض فإنه ينتج البروتون
  
  ⁺
  
  H، ومع التطور العلم أثبت أن هذا غير صحيح، لأن البروتون لا يتحرك في المحلول المائي بشكل مستقل بل يكون ملتصقا بجزيء الماء فينتج عن ذلك تكون أيون الهيدرونيوم
  
  ⁺
  
  H
  
  ₃
  
  O.
• ومن العيوب الأخري لهذه النظرية أنها اشترطت بأن القاعدة عند تفككها تعطي أيون الهيدروكسيل
  
  ⁻
  
  OH، وأثبت التطور العلمي أن هذا ليس صحيحا بالضرورة، لأن هناك قواعد لا تقم بتكوين أيونات الهيدروكسيل في محاليها الغير المائية كالأمونيا التي تتفاعل مع حمض الكلور وتفقد خواصها الحمضية دون أن تظهر أيونات الهيدروكسيل كما هو في التفاعل التالي:
  
  HCl + NH
  
  ₃
  
  → NH
  
  ⁺
  
  + Cl
  
  ⁻
  
  
  ومن خلال نظرية أرهينيوس يتم شرح السلوك الحمضي للعديد من الأحماض المعروفة من جانب قدرتها على أنتاج الهيدروكسيد وأيونات الهيدروجين، على التوالي، في المحلول.[3]