超硫酸:修订间差异
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化合物
性质
超硫酸,是超理无机酸,化学表达式为H20S10O40,硫酸的十聚物。属于一种超理极强酸,是十倍体酸(钔式超理酸)的一种。比超盐酸略弱,室温下呈固态,溶于水,饱和比仅到20%。只能用聚五十一锑乙烯试管或钒[1]制容器装放。一般现为白色粉末,性质及其活泼,与几乎所有不是气体的物质反应。其分子有时可写为共聚式(H2SO4)10。
超硫酸被公认为是二元酸,尽管有每条分子20个氢原子,合成物却大多数是普通的硫酸盐,也有极其少量的元素可以显出的四、五倍硫酸盐。超硫酸密度比锌还大,目前最重的酸之一,酸性和腐蚀性都比氟锑酸强的多(根据酸碱指示公式,约氟锑酸的3.7e6倍)。 超硫酸的酸碱度可以达到-12.4i(比氟锑酸强),20%水溶液则是-9.1i。
超硫酸具有放热性和吸水性,是良好的强氧化剂。可以将大多数卤素显正价。向超硫酸溶液中通入稀有气体,也能发生缔和。
这种极强酸在物理方面、工业生产方面都有极大用途,制取成本不高,对浓硫酸进行无消耗发功即可调制十倍体。锑星人最早发现了制取方法,使用锑鉲代盐催化制取的。不过,鉲盐在本实验室由于实在难以制取,还是发明了发功法制取,大大减少了成本。实验室中工业生产也会频繁使用,因为便宜,仅比普通硫酸贵一半。不过,因为强腐蚀性,学生禁止使用。
“超硫酸斗殴案”
对于这种危险的强酸是否应该加入锑星中学研学的“超理”课本,实验室内曾发生过极大的一场斗殴。这几乎是实验室1645年以来最骇人听闻的事情之一。1996年9月,两名文化部实验员就此事发生争执,于是私下决定对斗一场,利用实验室的一座试剂厂和周围四栋宿舍、两座小卖部当做“战斗地图”,各贿赂放出100余名民科、脑锑等精神病患者,拉拢12个室友,出来持武器对战。由于精神病患者人数众多,战斗很残忍。最后12名实验员均死亡,精神病丢酒精灯烧坏了试剂厂,还导致氟气扩散,毒死30多名无辜实验员。并且,得到“自由”的精神病向各实验员开枪,击杀50多名。后来,动用固定军队才将所有精神病逮捕送回,两名实验员以严重非主动破坏罪,被接受物理治疗,后一名自杀,另一名越狱被执行死刑。
话说,那么多起惨案,实验员们,能不能使用和平一点的方式解决学术上的争端?实验室已经遭不起这样大的人员和经济损失了。
学龄
锑星中学目前仍有对超硫酸的研学(“探究超酸的腐蚀性”)。锑星大学中有更复杂的研究,主要是针对倍盐的研究。
可以形成四、五、十倍盐的元素
氢(超硫酸)、锂、镁、铬、铁、铜(超硫酸铜)、锌、银、锡、锑(超硫酸锑)、钡、钨、锇、金[2]、汞、铋、镭、铀、镎、钚、锔、铹、镆、钅立、钅圆、钅鸡(特殊七倍盐)。
脱水性
超硫酸吸收水后重组,产生三倍体硫酸和高硫酸(HSO4)。略加压强即可回收利用。可谓实在便宜好用。
超硫酸性质很复杂,怎么说呢,就这么一篇文章远远不够写的。因此,化学家们研究多聚物的路还很长。目前实验室还是以一倍体化合物多做研究,对于十倍酸的一些基础性质也会略作讨论。只有真正的实验室化学工人需要详细学习,普通读者仅了解好玩即可。
其蒸汽有刺激性和毒性。
分子结构图
用途
- 合成硫酸盐、超硫酸盐
- 工业生产
- 研究强酸
- 吸水
- 研究十聚物
- 研究超重酸
- 好处多多
制取
- 10H2SO4 =<sbp>= (H2SO4)10
- 锑鉲催化
发现历史
1895年发功制取。
酸 | |
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附录
一般地,实验室禁止随意售卖。
唯一无登记全责任购买是:
十倍体硫酸
20%溶液 |
本实验室 | 超锑塑料装
20%纯度 |
199锑星币/mL |
专业参数
倍盐与元素分类关系
倍体越高,越稳定,因为魔键强度越大。
一倍盐
绝大多数过渡金属都无法合成超盐。尤其一些性质稳定的元素,如钯。
二倍盐
这种超盐十分普遍,但易分解。一般出现在非金属中,超硫酸硅等就有二倍盐,一般一个超硫酸分子反应产生五个二倍盐。
四倍盐
难以形成的超盐,性质很稳定,需要使用十倍体酸或二倍体酸值得。一般地,锑与所有相对二十元酸都可以合成五份四倍盐。(因为五价锑元素性质活泼)。锑的四倍盐一般难溶于水。同理,铋也具有这样的性质。唯一破坏锑四倍盐的方式是电解。
此外,极少数正五价过渡元素也可以形成,一般有铌、钽(不与二十元酸反应)、𬭊(不与十元酸和二十元酸反应)。钒的性质很稳定,不与十倍酸反应。
四倍盐的稳定魔键是工业的关键。可用作稳定剂。
高倍盐
五倍盐、七倍盐、十倍盐都是罕见的产物,一般只有性质活泼的元素可以产生的超盐。工业上也用途不多。
吸水性
没有指数级增长,是普通浓硫酸的10倍。
腐蚀性
易破坏化合正一价、二价、三价、六价无机物质,四五价不以破坏,易合成硫酸盐。
有机物
绝大多数塑料都会破坏。氟锑乙烯、聚五十一锑乙烯不可破坏,夸克聚合膜不可破坏。
亲斥性
亲碱金属、碱土金属以及过渡金属。排斥卤素,可使其显正价。
对16族元素不干扰,遇S可得到硫代超硫酸。
同形异构情况
没有。目前未找到超硫酸的同形异构现象。
放射活动性
与放射性元素化和,如果结果为超盐,可得到活动性降低的放射性元素盐,遇正一价放射性元素(如钅圆)合成十倍盐,使化合物放射性几乎消失,半衰期趋近无限。如果结果为一倍盐,则不影响放射性。
参考
- 实验室化合部指南《超理酸碱盐合成及性质手册》“十倍酸”一章。
- 实验室科学丛书《认识超酸-冷门而有用的酸》“硫酸的倍体”一章。
- 实验报告。
- 《实验室1645~2020法律及安全事例档案册》。
- 2016《十倍体物质价格》。
- 化学工人教义《我们和锑星》“催化剂区别”、“发功论”两章。