第二章_酸碱理论

1、 1. 1. 酸碱概念酸碱概念 （1） Lewis酸碱理论; （2） HSAB原理 2. 2. 非水溶剂化学非水溶剂化学 （1）非水质子溶剂体系(酸性、碱性、亲核、类水两性溶剂等) （2）非质子溶剂体系(van der Wals溶剂、Lewis碱溶剂、离子传递 溶剂、熔盐体系等) 3.3.酸碱强度的量度酸碱强度的量度 （1）水溶液中质子酸碱的强度(影响质子酸碱强度的因素、水溶液中质子酸碱的强度、含氧酸的酸性) （2）非水溶剂中的质子酸碱的强度 （3）电子酸碱的强度 （4）超酸和魔酸基 本 内 容2.1 酸碱理论2.1.1 Lewis酸碱理论酸碱理论 Lewis酸碱理论是一个广泛的理论，它不需考

2、虑溶剂。实际上许多Lewis酸碱反应是在气相中进行的。在Liwis酸碱反应中，一种粒子的电子对用来与另一种粒子形成共价键。通常通常“供给供给”电子电子对的粒子是碱，对的粒子是碱，“接受接受”电子对的粒子是酸电子对的粒子是酸。反应为： A(酸):B(碱) AB 显然，Lewis酸应有空的价轨道酸应有空的价轨道，这种轨道可以是轨道，也可以是轨道。而Lewis碱应有富余的电子对碱应有富余的电子对，这些电子对可以是电子，也可以是电子： 右图示出Lewis酸碱的可能轨道重叠，左边是酸的空轨道的情形(空轨道的情形未画出)。 根据反应的实质，可以根据反应的实质，可以把把 Lewis酸称作电子接受体或酸称作电

3、子接受体或亲电试剂，把亲电试剂，把 Lewis碱叫作电子给予体或亲核试剂。碱叫作电子给予体或亲核试剂。 属于属于Lewis酸的有：酸的有： 正离子：如Cu2、Ni2、Al3，这些金属离子包含有可用于成键的未被占据的价轨道； 含有价层未充满的原子的化合物，如BX3，AlX3； 含有价层可扩展的原子的化合物，如SnCl4(利用空d轨道)。 属于属于Lewis碱的有：碱的有： 阴离子； 具有孤对电子的中性分子，如NH3、H2O等； 含 键的分子(可将电子给出)。Lewis酸碱强弱的判定：酸碱强弱的判定： 要对要对Lewis碱建立一个相对的碱度系统标准是十分困难的。碱建立一个相对的碱度系统标准是十分困

4、难的。当用不同的酸作参比时，可以得到不同的碱度系统标准。当用不同的酸作参比时，可以得到不同的碱度系统标准。如：卤素离子如：卤素离子(碱碱)对对Al3给电子能力为：给电子能力为： IBrClF 但卤素离子但卤素离子(碱碱)对对Hg2的给电子能力却有相反的顺序：的给电子能力却有相反的顺序： FClBr 0为硬酸， f 0.5硬酸， f 0为软碱， A时，反应才能发生；反应进行中，A渐增，B渐减，直至相等为止。MAv2XEINE酸碱软硬标度的建立由此推论得到由此推论得到Mulliken绝对电负性表达式绝对电负性表达式 用用XM (XM0，绝对电负性，绝对电负性)表示物种对电子的吸引能力，表示物种对电

5、子的吸引能力，表示软硬标度。表示软硬标度。 若对曲线求斜率的变化速率或曲率得到重要性质若对曲线求斜率的变化速率或曲率得到重要性质绝绝对硬度对硬度(化学意义是变形性阻力化学意义是变形性阻力)。vv222121NNEvv222121NNE 用数值计算方法得到软硬标度值 = (I EA)/2 值越大，化学物种越不易变形，酸或碱越硬。 值越小，化学物种越容易变形，酸或碱越软。 硬度的最小值为0，即 I = EA时，软度最大。酸碱软硬标度的建立 5、G.Klopman标度标度 酸碱软硬度可以由前沿轨道能量和去溶剂化能酸碱软硬度可以由前沿轨道能量和去溶剂化能量之差表示。量之差表示。 En 值表示酸的最低空

6、轨道能级愈高，愈不易值表示酸的最低空轨道能级愈高，愈不易接受电子，愈硬；反之为软酸。接受电子，愈硬；反之为软酸。 Em 值表示碱的最高占有轨道能级愈低，愈难值表示碱的最高占有轨道能级愈低，愈难登上酸的空轨道，愈硬；反之为软碱。登上酸的空轨道，愈硬；反之为软碱。酸碱软硬标度的建立 2.2.2 非水质子溶剂非水质子溶剂常见的有：酸性质子溶剂常见的有：酸性质子溶剂 碱性质子溶剂碱性质子溶剂 类水两性溶剂类水两性溶剂1、酸性、酸性(非水非水)质子溶剂质子溶剂 如如 H2SO4、HF、HOAc、 HCOOH H2SO4 (自电离自电离) 2H2SO4 H3SO4 HSO4 K3104 (溶剂的特征阳离子

7、溶剂的特征阳离子) (溶剂的特征阴离子溶剂的特征阴离子) H2SO4易给出质子，是酸性很强的质子溶剂。易给出质子，是酸性很强的质子溶剂。 按照质子转移机理：按照质子转移机理： B(碱碱)HB (质子溶剂质子溶剂) HB B (溶剂的特征阴离子溶剂的特征阴离子) 一种物种一种物种(如如B)能使溶剂失去质子成为特征溶剂阴离子能使溶剂失去质子成为特征溶剂阴离子, 这样的这样的物种无容置疑一定是碱物种无容置疑一定是碱。（1）水、乙醇、胺都能使）水、乙醇、胺都能使H2SO4失去质子生成其失去质子生成其特征阴离子特征阴离子HSO4，在在H2SO4中水、乙醇、胺均为碱。中水、乙醇、胺均为碱。 H2O H2S

8、O4 H3O HSO4 EtOH 2 H2SO4 EtHSO4 H3OHSO4 CO(NH2)2 H2SO4 H2NCONH3 HSO4 （2）在水中，）在水中，HOAc是弱酸，是弱酸，HNO3是强酸，而在是强酸，而在H2SO4中，二中，二者均显碱性。者均显碱性。 HOAc H2SO4 CH3CO2H2 HSO4 HNO3 2 H2SO4 NO2H3O 2HSO4 1、酸性、酸性(非水非水)质子溶剂质子溶剂 H2SO4 (自电离自电离) 根据根据 HAHB (质子溶剂质子溶剂) A H2B (溶剂特征阳离子溶剂特征阳离子) 一种物种一种物种(如如HA)能使溶剂结合质子，成为特征溶剂加质子阳能使

9、溶剂结合质子，成为特征溶剂加质子阳离子，则该物种一定是酸离子，则该物种一定是酸。 如：如：HClO4在水中为强酸，但在在水中为强酸，但在H2SO4中能使中能使H2SO4结合质子成结合质子成为为H2SO4溶剂的特征阳离子溶剂的特征阳离子H3SO4，所以仍为酸但其酸性较弱。，所以仍为酸但其酸性较弱。 HClO4H2SO4 ClO4 H3SO4 (H2SO4特征阳离子特征阳离子) 1、酸性、酸性(非水非水)质子溶剂质子溶剂 H2SO4 (自电离自电离) H2SO4是强酸性的质子溶剂，易给出质子，一些在水溶剂中不是强酸性的质子溶剂，易给出质子，一些在水溶剂中不显碱性的物质在硫酸中能夺得质子而显示碱性。

10、不仅如此，平常显碱性的物质在硫酸中能夺得质子而显示碱性。不仅如此，平常在水溶剂中呈弱酸性的在水溶剂中呈弱酸性的HOAc也显示碱性，而在水溶液中为强酸也显示碱性，而在水溶液中为强酸的的HClO4只呈现弱酸性。只呈现弱酸性。 醋酸醋酸 2HOAc H2OAc OAc K 1014 (溶剂特征阳离子溶剂特征阳离子) (溶剂特征阴离子溶剂特征阴离子) 在水中为弱碱的物质在在水中为弱碱的物质在HOAc中都显示强碱性：中都显示强碱性： B(碱碱)CH3COOH BHCH3CO2(溶剂特征阴离子溶剂特征阴离子) 1、酸性、酸性(非水非水)质子溶剂质子溶剂 液态液态HF 3HF H2F HF2 K21012

11、(溶剂特征阳离子溶剂特征阳离子) (溶剂特征阴离子溶剂特征阴离子) 不能写成不能写成 2HF H2FF, 因为因为F易与易与HF生成氢键而缔合生成氢键而缔合 H2O和和HNO3在在HF中也表现为碱性：中也表现为碱性： H2O2HF H3OHF2 (溶剂特征阴离子溶剂特征阴离子) 在水中为强酸的物质，如在水中为强酸的物质，如HClO4、HBr、H2SO4、HCl、HNO3在在HOAc中表现出差异：中表现出差异： HClO4HBrH2SO4HClHNO3 导电比值导电比值 400 : 160 : 30 : 9 : 1 这些酸在水中是完全电离的，他们表现出相同的酸强度，这些酸在水中是完全电离的，他们

12、表现出相同的酸强度，即它的强度被水即它的强度被水“拉平拉平 ”到水合质子到水合质子H3O的强度，即水对强酸的强度，即水对强酸具有具有“拉平效应拉平效应 ”(levelling effect)。 而在水中为强酸的物质，却在而在水中为强酸的物质，却在HOAc中显示出差异，即中显示出差异，即HOAc将他们的酸性将他们的酸性“拉开拉开 ”，这种效应叫，这种效应叫“拉开效应拉开效应 ”。 1、酸性、酸性(非水非水)质子溶剂质子溶剂 典型的碱性典型的碱性(非水非水)质子溶剂是液质子溶剂是液NH3 2 NH3 NH4 NH2 K51027 液液NH3在很多方面类似于水，许多反应都类似于水中的反应在很多方面类

13、似于水，许多反应都类似于水中的反应:自电离自电离 2H2O H3O OH 2NH3 NH4 NH2中和反应中和反应 KOHHI KIH2O KNH2NH4I KI2NH3两性反应两性反应 Zn22OHZn(OH)2Zn(OH)42 (OH过量过量) Zn22NH2Zn(NH2)2Zn(NH2)42 (NH2过量过量)2 2、碱性、碱性( (非水非水) )质子溶剂质子溶剂( (亲核质子溶剂亲核质子溶剂) )2 2、碱性、碱性( (非水非水) )质子溶剂质子溶剂( (亲核质子溶剂亲核质子溶剂) ) 由于由于NH3的碱性大，某些物质在的碱性大，某些物质在NH3中的酸碱行为明显不中的酸碱行为明显不同于

14、水中。如：同于水中。如： （1) 在水中呈弱酸的物质，在液在水中呈弱酸的物质，在液NH3中变成了强酸中变成了强酸 HOAc NH3 NH4(溶剂特征阳离子溶剂特征阳离子) OAc (2) 某些根本不显酸性的分子也可以在某些根本不显酸性的分子也可以在NH3表现为弱酸表现为弱酸 CO(NH2)2NH3 NH4H2NCONH(与硫酸中的行为比较与硫酸中的行为比较) (3) 大部分在水中被认为是碱的物质在大部分在水中被认为是碱的物质在NH3中要么不溶解中要么不溶解，要么表现为弱碱要么表现为弱碱, 只有在水中为极强的碱才能在液只有在水中为极强的碱才能在液NH3中表现为中表现为强碱。强碱。 H NH3 N

15、H2 H2 甲醇、乙醇等初级醇，尽管本身既不是酸也不是碱，但这些甲醇、乙醇等初级醇，尽管本身既不是酸也不是碱，但这些溶剂却都同水一样，可以因诱导而使溶质呈现出酸碱性，而溶剂溶剂却都同水一样，可以因诱导而使溶质呈现出酸碱性，而溶剂本身既能作为质子接受体起碱的作用，又能作为质子的给予体起本身既能作为质子接受体起碱的作用，又能作为质子的给予体起酸的作用。如酸的作用。如 NH4 EtOH(碱碱) NH3 EtOH2 RNH2 EtOH(酸酸) RNH3 EtO3 3、类水两性溶剂、类水两性溶剂 物种在水和醇中电离程度相差较大，在醇中的电离物种在水和醇中电离程度相差较大，在醇中的电离常数是水中的常数是水

16、中的28352835分之一。因此在水中为弱酸或弱碱在分之一。因此在水中为弱酸或弱碱在醇中将更弱。醇中将更弱。（1） 在水溶液中在水溶液中, 一个酸或碱的强度可以用一个酸或碱的强度可以用Ka或或pKa来度量来度量， 如如 HOAc， Ka 1.8105 pKa 4.74 HNO3 pKa 1.4 HCl pKa 6.3 NH3H2O Kb 1.8105 pKa 39 在水溶液中在水溶液中pKi在在0到到14间的酸和碱的相对强度，可以区分间的酸和碱的相对强度，可以区分。但是，如果。但是，如果pKi14的碱，在水溶液中都是强碱，的碱，在水溶液中都是强碱，即他们都被水拉平到即他们都被水拉平到pH14的

17、水平。的水平。 换句话说，水不能区分换句话说，水不能区分pKi 0的酸和的酸和pKi 14的碱。的碱。非水溶剂中的酸碱非水溶剂中的酸碱（2） 而在醋酸中，常见无机酸都显示弱酸的性质，且常见的无而在醋酸中，常见无机酸都显示弱酸的性质，且常见的无机酸的酸性在醋酸中显示出差别，也就是说他们的酸性被醋酸拉机酸的酸性在醋酸中显示出差别，也就是说他们的酸性被醋酸拉开。换句话说，开。换句话说，在酸性溶剂在酸性溶剂HOAc中能区分常见的强酸。中能区分常见的强酸。 类似地，碱性质子溶剂氨能将强碱拉开，表明在液类似地，碱性质子溶剂氨能将强碱拉开，表明在液NH3中能中能区分常见的强碱。区分常见的强碱。 可见，不同的

18、溶剂有不同的区分范围。可见，不同的溶剂有不同的区分范围。非水溶剂中的酸碱非水溶剂中的酸碱 图图 几种溶剂的酸碱分辨窗几种溶剂的酸碱分辨窗( (窗的宽度等窗的宽度等 于酸碱的质子自递常数的负对数值于酸碱的质子自递常数的负对数值) )酸碱的溶剂分辨窗：窗的宽度等于酸碱的质子自酸碱的溶剂分辨窗：窗的宽度等于酸碱的质子自递常数的负对数值。递常数的负对数值。 上图示出了不同溶剂的区分范围。范围的长短由溶剂的自电离常数所决定。 如H2O的自电离常数 K1014，pHpOH14，范围为 14个刻度。 而NH3的自电离常数 K51027，pKpNH2pNH426.3，有26.3 个刻度。而H2SO4，只有3.

19、5个刻度。 若有一种由两种酸或两种碱组成的混合物，只要他们中至少有一种落在这些范围之中，就可把他们区分开。非水溶剂中的酸碱非水溶剂中的酸碱（1） 如H2CO3和HCO3在水中他们都是质子酸，前者pKi6.37，后者pKi10.25，由于他们的pKi都落在水的区分范围之内，所以溶剂水可以区分他们。事实上，在水溶液中选择适当的指示剂，可以用NaOH对他们进行分别测定。 （2） 又如HClO4和HNO3，在水中他们都是强酸，不能分开。但是如果选用HOAc或HF作溶剂，在这些溶剂中他们的酸性显示出差别，尤如在水中H2CO3和HCO3的酸性显示差别一样。 已知HOAc的自电离常数K 21014，区分范围

20、是从8到5.5，HNO3落到其中，因而能区分。 HF的自电离常数K 21012，区分范围是从11到4，HNO3和HClO4均落到其中，因而能将都他们分开。非水溶剂中的酸碱非水溶剂中的酸碱 2.2.3 非质子溶剂非质子溶剂1、van der Waals溶剂溶剂 这类溶剂通常是一些非极性物质，在其分子间只存在微弱的这类溶剂通常是一些非极性物质，在其分子间只存在微弱的色散力。根据相似相溶原理，它能溶解非极性物质。色散力。根据相似相溶原理，它能溶解非极性物质。 一种物质溶解时的自由能变一种物质溶解时的自由能变 G(溶溶)H(溶溶)TS(溶溶) 当非极性溶质溶于非极性溶剂时，溶质与溶剂间除色散力外当非极

21、性溶质溶于非极性溶剂时，溶质与溶剂间除色散力外，没有其他的力存在。色散力是分子间力，数值很小，使得溶解，没有其他的力存在。色散力是分子间力，数值很小，使得溶解过程焓效应很小。然而，在溶解过程中，因为溶质的分散，溶剂过程焓效应很小。然而，在溶解过程中，因为溶质的分散，溶剂与溶剂之间的弱相互作用被溶质所破坏，使得原来溶质分子间的与溶剂之间的弱相互作用被溶质所破坏，使得原来溶质分子间的有序状态和溶剂分子间的有序状态都被解体，因而溶解过程是熵有序状态和溶剂分子间的有序状态都被解体，因而溶解过程是熵增的过程。熵增有利于溶解，所以非极性溶质在这类溶剂中的溶增的过程。熵增有利于溶解，所以非极性溶质在这类溶剂

22、中的溶解度一般比较大。解度一般比较大。 2.2.3 非质子溶剂非质子溶剂2、 Lewis碱溶剂（1） Lewis碱是给电子物种，也把这类溶剂称作碱是给电子物种，也把这类溶剂称作配位溶剂配位溶剂。他。他们在性质上很像水。典型的配位溶剂是一些在分子的突出位置们在性质上很像水。典型的配位溶剂是一些在分子的突出位置上含有键合氧或氮等配位原子的有机小分子上含有键合氧或氮等配位原子的有机小分子 如如 :OS(CH3)2 DMSO (二甲亚砜二甲亚砜) （2） 既然是配位溶剂，在溶质溶于其中时就能够生成配位阳既然是配位溶剂，在溶质溶于其中时就能够生成配位阳离子如：离子如：FeCl3溶于这些溶剂时可生成溶于这

23、些溶剂时可生成FeCl2S4(S指溶剂分子指溶剂分子)类类型的阳离子型的阳离子 2 FeCl34S FeCl2S4FeCl4 生成配位阳离子是这类溶剂溶解溶质的共同特点生成配位阳离子是这类溶剂溶解溶质的共同特点。 2.2.3 非质子溶剂非质子溶剂3 3、离子传递溶剂 （1） 这是由这是由Lewis碱溶剂中人为划分出来的一种溶剂。如碱溶剂中人为划分出来的一种溶剂。如SbCl3、POCl3、BrF3。这类溶剂能产生自电离作用：。这类溶剂能产生自电离作用： 2 SbCl3 SbCl2SbCl4 POCl3 POCl2C1(POCl3)n （2）在溶解溶质时能将自电离出的）在溶解溶质时能将自电离出的C

24、l、F传递给溶质，从而传递给溶质，从而使自己成为氯化剂或氟化剂，如使自己成为氯化剂或氟化剂，如 SbCl3POCl3 POCl2 SbCl4 显然，这类溶剂在溶解溶质时也参与了配位作用。显然，这类溶剂在溶解溶质时也参与了配位作用。 2.2.3 非质子溶剂非质子溶剂4 4、熔盐 第一类熔盐是离子性盐，它在熔融时产生正、负离子。这类熔体和晶体的区分不大。在晶体中是阳离子被阴离子包围、阴离子被阳离子包围；在熔体中也是如此，只是离子的配位数减小。这类熔盐是很好的电解质、导体和离子性溶剂： 由于水要参与反应而不能在水中进行的反应可以在这由于水要参与反应而不能在水中进行的反应可以在这类熔盐体系中进行。如电

25、解生产类熔盐体系中进行。如电解生产F2、生产碱金属等。、生产碱金属等。 电解电解 NaC1 1/2 C12Na 2.2.3 非质子溶剂非质子溶剂4 4、熔盐 第二类熔盐是以共价键为主的化合物组成的，在熔融时可产生自电离现象。 HgC12HgC12 HgC13HgC1 因此这类熔盐体系是很好的离子传递溶剂。如 Hg(C1O4)2HgX2 2HgX 2C1O4 HgX2将X传递给来自Hg(C1O4)2的Hg2。又如 KXHgX2 HgX3K KX将X传递给HgX2。2.3 酸碱强度的量度2.3.1 非水溶剂中的质子酸碱的强度非水溶剂中的质子酸碱的强度 酸度函数酸度函数H 0 （1） H和和pH的概

26、念适用于稀水溶液，但在无水纯酸溶液、浓的概念适用于稀水溶液，但在无水纯酸溶液、浓水溶液和非水质子溶剂中水溶液和非水质子溶剂中H和和pH的概念就没有意义了。的概念就没有意义了。 （2）酸度函数）酸度函数H0的定义是：的定义是： 设设 BH BH H0pK BH1ogCBH/CB 其中其中H代表强酸，代表强酸，B代表一种弱碱指示剂，代表一种弱碱指示剂，BH是是B共轭酸共轭酸。CB和和CBH是是B和和BH的浓度，的浓度， KBH是是BH的电离常数。的电离常数。（3）该式的物理意义是）该式的物理意义是某强酸的酸度可通过一种与强酸反应的某强酸的酸度可通过一种与强酸反应的弱碱指示剂的质子化程度来量度弱碱指

27、示剂的质子化程度来量度。2.3 酸碱强度的量度2.3.1 非水溶剂中的质子酸碱的强度非水溶剂中的质子酸碱的强度 酸度函数酸度函数H 0H0pK BH1ogCBH/CB 对比缓冲溶液公式对比缓冲溶液公式pHpKa1gC(酸酸)/C(盐盐)，两者十分相似说，两者十分相似说明在水溶液中，明在水溶液中，H0与与pH的意义相同，的意义相同，H0可看作是可看作是pH标度标度pH0以下以下(即即pH0)的补充，是的补充，是pH标度的一种扩展。标度的一种扩展。 H0越小，酸度越大越小，酸度越大; 相反，相反，H0值越大，碱性越强。值越大，碱性越强。下表列出一些纯酸或浓水溶液的哈密特酸度函数值。下表列出一些纯酸

28、或浓水溶液的哈密特酸度函数值。2.3 酸碱强度的量度2.3.3 超酸和魔酸（超酸和魔酸（Super-acid Magic-Acid) （1）将酸强度超过100%H2SO4的酸或酸性介质称之超酸。 （2）凡 H0 11.9 酸性体系称为超酸。 （3）魔酸（Magic Acid) 是HSO3F中含90mol%SbF5的混酸，H0= -27一、基本概念一、基本概念 二、超酸的主要类型二、超酸的主要类型 按组成分按组成分Brnsted超酸、超酸、 Lewis超酸、共轭超酸、共轭Brnsted- Lewis超酸超酸 按状态分按状态分液体超酸、固体超酸液体超酸、固体超酸 1、Brnsted超酸超酸 包括包

29、括HF、HClO4 、 HSO3Cl、HSO3F、HSO3CF3等等 常温为液体，是酸性极强的溶剂。用作弱碱的质子化试剂，常温为液体，是酸性极强的溶剂。用作弱碱的质子化试剂，且不含水时可在普通玻璃器皿中操作。且不含水时可在普通玻璃器皿中操作。 2、Lewis超酸超酸 包括包括SbF5、AsF5、TaF5、NbF5等，其中等，其中SbF5是目前己知最是目前己知最强的强的Lewis超酸，用于制备正碳离子等。超酸，用于制备正碳离子等。 3、共轭、共轭Brnsted- Lewis超酸超酸 包括包括HSO3SO3、HSO3FSbF5、HSO3FSO3等等 如：魔酸是如：魔酸是HSO3F中含中含90mol

30、%SbF5的混酸，的混酸，H0= -272.3.3 超酸和魔酸超酸和魔酸 4、固体超酸、固体超酸 上世纪上世纪70年代人们开始对固体超强酸催化剂进行研究。主要是年代人们开始对固体超强酸催化剂进行研究。主要是硫酸处理的金属氧化物硫酸处理的金属氧化物 固体超强酸的酸性只有固体超强酸的酸性只有100%硫酸的几百倍，没有液体超强酸硫酸的几百倍，没有液体超强酸酸性强，但它具有液体超强酸无法比拟的优点酸性强，但它具有液体超强酸无法比拟的优点 1)易与反应体系分离；易与反应体系分离； 2)可连续化生产；可连续化生产； 3)可以再生和重复使用；可以再生和重复使用； 4)催化反应具有较高的选择性；催化反应具有较

31、高的选择性； 5)对设备无腐蚀性，且减少了对环境的污染。对设备无腐蚀性，且减少了对环境的污染。2.3.3 超酸和魔超酸和魔酸酸 三、超酸的用途三、超酸的用途 超酸具有高强度酸性，近年在化学研究和化工生产超酸具有高强度酸性，近年在化学研究和化工生产广泛应用。广泛应用。1、制备稳定的正碳离子、制备稳定的正碳离子 (CH3)3COH (CH3)3C+ + H2O 在在HSO3FSbF5中、有中、有H+存在时存在时2、非常好的催化剂、非常好的催化剂 可以使原本难以进行的反应在温和条件进行。可以使原本难以进行的反应在温和条件进行。 特别在有机合成、石油化工中有着广泛的应用。近特别在有机合成、石油化工中有

32、着广泛的应用。近年来发展迅速。年来发展迅速。2.3.3 超酸和魔超酸和魔酸酸 v 超强酸催化剂的研究进展超强酸催化剂的研究进展 1、含卤素的固体超强酸 在1979年合成，如：AlCl3CuSO4，SbF5/SiO2Al2O3。由于对设备有腐蚀作用，且产生复杂的“三废”问题，而限制了其在工业中的应用。 2、负载型氧化物固体超强酸 1988年合成负载型氧化物固体超强酸(WO3/ZrO2)，其催化反应具有很高的活性和选择性。报道的负载型氧化物固体超强酸主要有：负载WO3、MoO3和B2O3的氧化物。 3、分子筛型固体超强酸 近年出现的一种新型超强酸催化剂。它同时具备分子筛的高比表面积、良好的孔结构、热稳定性和超强酸的强酸性。 4、杂多酸型固体超强酸 是近年十分引入注目的研究, 它们是各种氧化物的高度缩合物, 亦称为“金属氧化物簇”。 5、硫酸促进氧化物型(SO42-/MxOy)固体超强酸 1979年成功合成首例硫酸/氧化物型固体超强酸(SO42-/Fe2O3)。目前对此类固体超强酸研究最为系统和深入 各种超强酸催化的化学过程 相对液体超强酸，固体超强酸具有易分离，无腐蚀，对环境危害小，可重复使用，而广泛应用。 液体超强酸催化过程向固体超强酸转化的典型例子 杂多酸催化反应过程有很多优点，而发展很快。应用较多的