О том, какая кислота самая сильная, спорили не одно поколение химиков. В разные времена это звание получала азотная, серная, соляная кислота. Некоторые считали, что сильнее плавиковой кислоты соединения быть не может. В последнее время получены новые соединения с сильными кислотными свойствами. Может быть, именно среди них имеется самая сильная кислота в мире? В этой статье рассмотрены характеристики наиболее сильных стойких кислот нашего времени и даны их краткие химические характеристики.
Свойства кислот
Все кислоты обладают некоторыми химическими свойствами, которые можно назвать общими для данного класса химических соединений.
- Способность взаимодействовать с металлами, выделяя при этом водород.
- Способность взаимодействовать с основаниями, выделяя при этом соли.
- Способность менять цвет индикаторов – например, вызывать покраснение лакмусовой бумаги.
Во всех вышеназванных свойствах проявляется еще одно «умение» любой известной кислоты – это способность отдавать атом водорода, заменяя его на атом другого химического вещества или молекулу какого-либо соединения. Именно эта способность характеризует «силу» кислоты и степень ее взаимодействия с остальными химическими элементами.
Симптомы отравления синильной кислотой
Кислота, попадая в кровь, образует соединение с кислородом эритроцитов, блокируя его отщепление и отдачу тканям. В итоге в крови резко повышается концентрация кислорода, а в ткани и органы от не поступает, развивается их гипоксия.
В первую очередь и в наибольшей степени страдает самый деликатный орган – мозг. Все его жизненно важные центры угнетаются, что приводит к угнетению органов и систем, весь организм быстро выходит из строя. Внешние признаки отравления синильной кислотой:
Читайте также: Как разные кобры научились плеваться ядом
- Насыщенная розовая окраска кожи и слизистых оболочек,
- Головокружение, головная боль, потеря равновесия, онемение губ, расширение зрачков,
- Учащение пульса, загрудинные боли,
- Учащение дыхания, нехватка воздуха,
- Тошнота, рвота,
- Горечь во рту и привкус металла, учащенные позывы на дефекацию.
От пострадавшего при отравлении синильной кислотой при дыхании ощущается характерный запах горького миндаля.
В тяжелых случаях отравления тахикардия сменяется замедлением пульса, быстро возникает потеря сознания, паралич дыхательного центра, развиваются судороги. Если не оказана помощь, смерть наступает в течение 2-3 минут.
Суперкислота
Слово «суперкислота» введен в химический словарь в 1927 году, с легкой руки знаменитого химика Джеймса Конанта.
Эталоном крепости этого химического соединения является концентрированная серная кислота. Химическое вещество или какая-либо смесь, превышающая показатель кислотности концентрированной серной кислоты, называется суперкислотой. Значение сверхкислоты определяется ее способностью придавать положительный электрический заряд любому основанию. За базовый параметр для определения кислотности принят соответствующий показатель H2SO4 . Среди кислот сильного действия наблюдаются вещества с довольно необычными названиями и свойствами.
Известные сильные кислоты
Самые известные кислоты из курса неорганической химии — это йодоводородная (HI), бромоводородная (HBr), соляная (HCl), серная (H2SO4) и азотная (HNO3) кислоты. Все они обладают большим показателем кислотности и способны реагировать с большинством металлов и оснований. В этом ряду самой сильной кислотой является смесь азотной и соляной кислоты, получившая название «царская водка». Формула самой сильной кислоты этого ряда — HNO3+3 HCl. Это соединение способно растворять даже драгоценные металлы – такие, как золото и платину.
Как ни странно, плавиковая кислота, которая представляет собой соединение водорода самым сильным галогеном – фтором, в претенденты на звание «Самая сильная кислота в химии» так и не попала. Единственной особенностью этого вещества является способность растворять стекло. Поэтому хранят такую кислоту в полиэтиленовой таре.
Самое радиоактивное вещество
Говоря о радиации, стоит упомянуть о том, что светящиеся зелёные стержни «плутония», показанные в «Симпсонах» — это всего лишь выдумка. Если что-либо является радиоактивным, это вовсе не означает, что оно светится. Стоит об этом упомянуть, так как «полоний-210» настолько радиоактивен, что он светится голубым. Бывшего советского шпиона, Александра Литвиненко ввели в заблуждение, когда ему добавили в еду этого вещества, и вскоре после этого он умер от рака. Это не та вещь, с который вы захотите пошутить, свечение вызывается воздухом вокруг вещества, на который воздействует радиация, и, в самом деле, объекты вокруг могут нагреваться. Когда мы говорим «радиация», мы думаем, например, о ядерном реакторе либо взрыве, где действительно происходит реакция деления. Это только выделение ионизированных частиц, а не вышедшее из-под контроля расщепление атомов.
Сильные органические кислоты
Претенденты на титул «Самая сильная кислота в органической химии» — муравьиная и уксусная кислоты. Муравьиная кислота является самой сильной в гомологическом ряду предельных кислот. Свое название она получила из-за того, что некоторая часть ее содержится в выделениях муравьев.
Уксусная кислота чуть слабее муравьиной, но спектр ее распространения гораздо шире. Она часто встречается в соках растений и образуется при окислении различной органики.
Последние разработки в области химии позволили синтезировать новое вещество, способное конкурировать с традиционными органическими веществами. Трифторметансульфокислота имеет показатель кислотности выше, чем у серной. При этом CF3SO3H является стабильной гигроскопичной жидкостью с установленными физико-химическими свойствами при нормальных условиях. На сегодня титул «Самая сильная органическая кислота» может быть присвоен этому соединению.
Многие могут подумать, что степень кислотности не может быть значительно выше показателя серной кислоты. Но в последнее время ученые синтезировали ряд веществ, у которых параметры кислотности в несколько тысяч раз превышают значения серной кислоты. Аномально высокими значениями кислотности обладают соединения, получаемые при взаимодействии протонных кислот с кислотами Льюиса. В научном мире они называются: комплексные протонные кислоты.
Магическая кислота
Да. Все правильно. Магическая кислота. Так и называется. Магическая кислота является смесью фтороводорода или фтор сульфороновой кислоты с пентафлоридом сурьмы. Химическая формула этого соединения представлена на рисунке:
Такое странное название магическая кислота получила на рождественской вечеринке химиков, которая произошла в начале 1960 годов. Один из сотрудников исследовательской группы Дж. Олаха показал забавный фокус, растворив восковую свечу в этой удивительной жидкости. Эта одна из самых сильных кислот нового поколения, но вещество, которое превзойдет ее по силе и кислотности, уже синтезировано.
Самая сильная кислота в мире
Carborane acid – карборановая кислота, которая является на сегодняшний день самой сильным соединением в мире. Формула самой сильной кислоты выглядит таким образом: H(CHB11Cl11).
Читайте также: НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА — РЕФЕРАТЫ — Токсикологическая классификация ядов
Этот монстр был создан в 2005 году в Калифорнийском университете при тесном сотрудничестве с Новосибирским институтом катализа СО РАН.
Сама идея синтеза возникла в головах ученых вместе с мечтой о новых, невиданных доселе молекулах и атомах. Новая кислота в миллион раз сильнее серной, при этом она совершенно не агрессивна, и самая сильная кислота легко может храниться в стеклянной бутылке. Правда, со временем стекло все-таки растворяется, а при повышении температуры скорость такой реакции значительно увеличивается.
Такая удивительная мягкость обусловлена высокой стабильностью нового соединения. Как и все химические вещества, относящиеся к кислотам, карборановая кислота легко вступает в реакцию, отдавая свой единственный протон. При этом основание кислоты является настолько стабильным, что химическая реакция дальше не идет.
Химические свойства карборановой кислоты
Новая кислота – отличный донор протона Н+. Именно это и определяет силу этого вещества. Раствор карборановой кислоты содержит больше ионов водорода, чем любая другая кислота в мире. В химической реакции SbF5 — пентафторид сурьмы, связывает илон фтора. При этом высвобождаются новые и новые атомы водорода. Поэтому карборановая кислота и является сильнейшей в мире – взвесь протонов в ее растворе больше аналогичного показателя серной кислоты в 2×1019 раз.
Однако кислотное основание этого соединения потрясающе стабильно. Молекула этого вещества состоит из одиннадцати атомов брома и такого же количества атомов хлора. В пространстве эти частицы образуют сложную, геометрически правильную фигуру, которую называют икосаэдром. Такое расположение атомов является наиболее устойчивым, и это объясняет стабильность карборановой кислоты.
Как можно получить отравление
Синильная кислота является очень токсичной. При попадании в организм человека признаки отравления появляются достаточно быстро. Попасть в организм это вещество может с продуктами, которые её содержат, а также с той продукцией, которая подвергалась обработке цианидами.
Больше всего этого ядовитого вещества содержится в миндальных орехах. Общее количество может доходить до 3%. Человеку достаточно съесть небольшую горсть миндаля, чтобы получить отравление. Помимо этого, такое опасное вещество содержится в косточках ягод и некоторых фруктов. Больше всего кислоты содержат:
- персик – до 2,8%;
- абрикос – до 1,6%;
- слива – до 0,95%;
- вишня – около 0,8%;
- яблоко – приблизительно 0,6%.
В миндальных зёрнышках и ядрышках фруктов синильная кислота присутствует не в чистом виде, а в форме гликозида амигдалина. Именно это вещество придаёт специфический привкус и аромат орешкам. Попав в организм человека, амигдалин распадается на три составляющие, одной из которых и выступает синильная кислота. В особенности богат таким веществом горький миндаль, поэтому взрослым можно кушать такой продукт в небольших количествах, а детям его вообще кушать нельзя.
Большую опасность представляют вина, приготовленные из ягод и фруктов с косточками. Привести к отравлению может вино, настоянное на вишне с косточками, сливе и абрикосах.
Компоты и варенье, приготовленные из ягод вместе с косточками, опасности для здоровья не представляют. При прогревании уже до 80 градусов синильная кислота разлагается на безопасные компоненты.
Значение карборановой кислоты
Самая сильная кислота в мире принесла своим создателям заслуженные награды и признание в научном мире. Хотя все свойства нового вещества до конца не изучены, уже становится ясным, что значение этого открытия выходит за рамки лабораторий и научно-исследовательских институтов. Карборановую кислоту можно использовать в качестве мощного катализатора при различных промышленных реакциях. Кроме этого, новая кислота может взаимодействовать с наиболее упрямыми химическими веществами – инертными газами. В настоящее время ведутся работы, допускающие возможность вступления в реакцию ксенона.
Несомненно, удивительные свойства новых кислот найдут свое применение в самых различных областях науки и техники.
Самая чёрная материя, известная человеку
Что произойдёт, если наложить друг на друга края углеродных нанотрубок и чередовать слои из них? Получится материал, который поглощает 99.9% света, который попадает на него. Микроскопическая поверхность материала является неровной и шероховатой, которая преломляет свет и при этом является плохой отражающей поверхностью. После этого попробуйте использовать углеродные нанотрубки в качестве суперпроводников в определенном порядке, что делает их прекрасными поглотителями света, и у вас получится настоящая чёрная буря. Учёные всерьёз озадачены потенциальными вариантами применения этого вещества, так как, фактически, свет не «теряется», то вещество могло бы использоваться для улучшения оптических устройств, например, телескопов и даже использоваться для солнечных батарей, работающих почти со 100% эффективностью.