在氟王水中含有氧化性极强的次氟酸(氟氧酸,氧为零价态)、氟化亚硝酰和硝酸,因此几乎能溶解一切物质,目前只能存放在固态氟制成的容器中保存。
中文名氟王水
外文名Fluoroaqua regia
别名超酸
应用溶解金属
介绍
声明:
本贴内容为超理化学,结论仅作为理论参考。组成
氟王水又称“超酸”,是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体,是氟化氢液体(HF)和发烟硝酸(HNO3)组成的混合物,其混合比例从名字中就能看出:王,三横一竖,故比为3:1(摩尔比)。它是少数几种能够溶解金(Au)物质之一,这也是它名字的来源。超王水一般用在蚀刻工艺和一些检测分析过程中,塑料之王——聚四氟乙烯和一些非常惰性的纯金属如钽(Ta)也会受氟王水腐蚀(还有氯化银和硫酸钡等),但过程十分缓慢。氟王水极易分解,有氟气的气味,因此必须现用现配。
原理
氟王水的组成成分氧化性都很强,混合时还会发生如下反应。
HNO3+HF====H2NO3F(和单氟磷酸类似,但是酸性比硫酸强104×10ˇ9倍,氧化性是发烟硝酸的105.35倍)
HNO3+2HF=H2O+HFO+NOF
在氟王水中含有氧化性极强的次氟酸(氟氧酸,氧为零价态)、氟化亚硝酰和硝酸,因此几乎能溶解一切物质,目前只能存放在固态氟制成的容器中保存。
氟王酸
H2NO3F,一种强酸。
故事
发现氟王水的美国科学家【阿不思·邓布利多】【有待考证】曾经将聚四氟乙烯的瓶子在氟王水中煮沸,结果瓶子荡然无存。他十分吃惊,便开始研究这种强得出奇的酸,在斯内普的启发下发现了神酸。
(这段故事有待考证,请当作笑话看)
反应
1.氟王水能与聚四氟乙烯缓慢反应,使其变脆裂开。
(CF2CF2)n+NOF+HFO+HF+O2--->CO2+OF2+NO+H2O
2.氟王水能溶解金属钽等极惰性的金属。
原理与王水溶解黄金类似。
3.由于具有超强的氧化性,氟王水能与稀有气体氖反应。
2Ne+2NOF+F2=2NeF2+2NO
NeF2+2HF====H2NeF4↑(分离得到氟氖化氢气体,溶于水的极强腐蚀性的强酸)
神酸
在1L氟王水中加入五氟化锑、锑化锑、硼化硫各10g左右,可得神酸(锑化锑、硼化硫为催化剂)。
神酸是硝酸和氟锑酸的氢键络合物,阴离子为聚合阴离子。
神酸有极强的腐蚀性和氧化性,能将HF氧化成F2O7,能与最不活泼的稀有气体氦剧烈反应。
1.神酸与碱金属反应【危险!请勿尝试!】
神酸与锂反应,产生3500度的高温,剧烈燃烧,生成LiF3,LiF4乃至LiF7、HLiF8(氟高锂酸,一种强酸,但不腐蚀皮肤)和超硝酸盐:Li5(NO3)10等
神酸与钠、钾、铷、铯反应,产生4000度~7500度的高温,引起剧烈的爆炸,生成物极为复杂,碱金属离子化合价从+1到+7都有。
2.神酸与稀有气体反应【危险!请勿尝试!】
2He+2NOF+F2=(SbF5,SB,SbSb)=2HeF2+2NO
HeF2是一种天蓝色固体,密度1.736g/cm3,溶于水生成HF和He,溶于无水氟化氢液体得到氟氦酸。
3.神酸氧化氢氟酸
NOF+F2+HF+O2--->F2O7+H2O+N2+HFO4
该反应放出大量的热,能使水沸腾,危险!!!
4.神酸与氟气反应
2NOF+F2+7O2=2F2O7+2NO
……
七氧化二氟
化学式:F2O7
制法:使用氧化性极强的神酸氧化氟化物,都可以得到F2O7。
反应:
1.F2O7+H2O=2HFO4(高氟酸)
极强的氧化剂,人类迄今得到的氧化性最强的物质,能将氢氦以外的物质氧化成+7价,甚至更高(按照目前的理论简直不可思议)
高氟酸
和高氟酸一样是极强的氧化剂,是极弱酸,比氢硫酸还弱,但浓度超过30%就是出奇的强酸,酸性和氟锑磺酸类似。
高氟酸和无氟化锑混合后得到SbF5-HFO4,是世界上最强的超强酸。
锑化锑制法
锑化锑是一种十分奇特的物质,属于单质,不是化合物,但是却是离子晶体,是唯一一种可能存在的离子晶体单质。锑显+3价和-3价。
工业上用金属锑和氢锑酸反应制取少量锑化锑。
2Sb+2H3Sb=2SbSb+3H2↑
由于氢锑酸价格十分昂贵,这种方法至今无法推广。
氢锑酸制法:将金属锑溶于FrOH浓溶液,降温到-270度,将液态氢与其混合,再高温煮沸。反复多次可制得少量氢锑酸。
最新成果
美国科学家【阿不思·邓布利多】【有待考证】于2008年12月将氙气通入神酸中煮沸,制得一种结构极其诡异的化合物XeF8,据测定,Xe显+8价,完全推翻了化合价理论,他将这种物质命名为神氟化氙。
XeF8由于Xe显+8价,具有极强的氧化性,仅次于神酸。
反应:1.XeF8+2F2+7O2=2F2O7+4F2+Xe
======>XeF8+7O2=常温=2F2O7+2F2+Xe
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