氟王水

氟王水

在氟王水中含有氧化性極強的次氟酸(氟氧酸,氧為零價態)、氟化亞硝醯和硝酸,因此幾乎能溶解一切物質,目前只能存放在固態氟製成的容器中保存。

聲明:本貼內容為超理化學,結論僅作為理論參考。

組成

氟王水 又稱“超酸”,是一種腐蝕性非常強、冒黃色煙的液體,是氟化氫液體(HF)和發煙硝酸(HNO3)組成的混合物,其混合比例從名字中就能看出:王,三橫一豎,故比為3:1(摩爾比)。它是少數幾種能夠溶解金(Au)物質之一,這也是它名字的來源。超王水一般用在蝕刻工藝和一些檢測分析過程中,塑膠之王——聚四氟乙烯和一些非常惰性的純金屬如鉭(Ta)也會受氟王水腐蝕(還有氯化銀硫酸鋇等),但過程十分緩慢。氟王水極易分解,有氟氣的氣味,因此必須現用現配。

原理

氟王水的組成成分氧化性都很強,混合時還會發生如下反應。
HNO3+HF ==== H2NO3F(和單氟磷酸類似,但是酸性比硫酸強104×10ˇ9倍,氧化性是發煙硝酸的105.35倍)
HNO3+2HF=H2O+HFO+NOF
在氟王水中含有氧化性極強的次氟酸(氟氧酸,氧為零價態)、氟化亞硝醯和硝酸,因此幾乎能溶解一切物質,目前只能存放在固態氟製成的容器中保存。

氟王酸

氟王酸(這種物質存在)
H2NO3F,一種強酸。

相關故事

發現氟王水的美國科學家【阿不思·鄧布利多】【有待考證】曾經將聚四氟乙烯的瓶子在氟王水中煮沸,結果瓶子蕩然無存。他十分吃驚,便開始研究這種強得出奇的酸,在斯內普的啟發下發現了神酸。
(這段故事有待考證,請當作笑話看)

反應

1.氟王水能與聚四氟乙烯緩慢反應,使其變脆裂開。
(CF2CF2)n+NOF+HFO+HF+O2--->CO2+OF2+NO+H2O
2.氟王水能溶解金屬等極惰性的金屬。
原理與王水溶解黃金類似。
3.由於具有超強的氧化性,氟王水能與稀有氣體反應。
2Ne+2NOF+F2=2NeF2+2NO
NeF2 + 2HF ==== H2NeF4↑(分離得到氟氖化氫氣體,溶於水的極強腐蝕性的強酸)

神酸

在1L氟王水中加入五氟化銻銻化銻、硼化硫各10g左右,可得神酸(銻化銻、硼化硫為催化劑)。
神酸是硝酸和氟銻酸的氫鍵絡合物,陰離子為聚合陰離子。
神酸有極強的腐蝕性和氧化性,能將HF氧化成F2O7,能與最不活潑的稀有氣體氦劇烈反應。
1.神酸與鹼金屬反應【危險!請勿嘗試!】
神酸與鋰反應,產生3500度的高溫,劇烈燃燒,生成LiF3,LiF4乃至LiF7 、HLiF8(氟高鋰酸,一種強酸,但不腐蝕皮膚)和超硝酸鹽:Li5(NO3)10等
神酸與鈉、鉀、銣、銫反應,產生4000度~7500度的高溫,引起劇烈的爆炸,生成物極為複雜,鹼金屬離子化合價從+1到+7都有。
2.神酸與稀有氣體反應【危險!請勿嘗試!】
2He+2NOF+F2=(SbF5,SB,SbSb)=2HeF2+2NO
HeF2是一種天藍色固體,密度1.736g/cm3,溶於水生成HF和He,溶於無水氟化氫液體得到氟氦酸。
3.神酸氧化氫氟酸
NOF+F2+HF+O2--->F2O7+H2O+N2+HFO4
該反應放出大量的熱,能使水沸騰,危險!!!
4.神酸與氟氣反應
2NOF+F2+7O2=2F2O7+2NO
……

七氧化二氟

化學式:F2O7
製法:使用氧化性極強的神酸氧化氟化物,都可以得到F2O7。
反應:
1.F2O7+H2O=2HFO4(高氟酸)
極強的氧化劑,人類迄今得到的氧化性最強的物質,能將氫氦以外的物質氧化成+7價,甚至更高(按照目前的理論簡直不可思議)

高氟酸

和高氟酸一樣是極強的氧化劑,是極弱酸,比氫硫酸還弱,但濃度超過30%就是出奇的強酸,酸性和氟銻磺酸類似。
高氟酸和無氟化銻混合後得到SbF5-HFO4,是世界上最強的超強酸。

銻化銻製法

銻化銻是一種十分奇特的物質,屬於單質,不是化合物,但是卻是離子晶體,是唯一一種可能存在的離子晶體單質。銻顯+3價和-3價。
工業上用金屬銻和氫銻酸反應製取少量銻化銻。
2Sb+2H3Sb=2SbSb+3H2↑
由於氫銻酸價格十分昂貴,這種方法至今無法推廣。
氫銻酸製法:將金屬銻溶於FrOH濃溶液,降溫到-270度,將液態氫與其混合,再高溫煮沸。反覆多次可製得少量氫銻酸。

最新成果

美國科學家【阿不思·鄧布利多】【有待考證】於2008年12月將氙氣通入神酸中煮沸,製得一種結構極其詭異的化合物XeF8,據測定,Xe顯+8價,完全推翻了化合價理論,他將這種物質命名為神氟化氙
XeF8由於Xe顯+8價,具有極強的氧化性,僅次於神酸。
反應:1.XeF8+2F2+7O2=2F2O7+4F2+Xe
======>XeF8+7O2=常溫=2F2O7+2F2+Xe

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