Fluorschwefelsäure


Fluorschwefelsäure
Strukturformel
Fluorsulfonsäure
Allgemeines
Name Fluorsulfonsäure
Andere Namen
  • Fluorschwefelsäure
  • Schwefelsäurefluorid
  • Schwefelsäuremonofluorid
Summenformel FHO3S
CAS-Nummer 7789-21-1
Kurzbeschreibung farblose Flüssigkeit
Eigenschaften
Molare Masse 100,06 g·mol–1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,74 g·cm–3 (15 °C)[1]

Schmelzpunkt

−87,3 °C[1]

Siedepunkt

162,6 °C[1]

Dampfdruck

15 hPa (20 °C)[1]

Löslichkeit

löslich in Wasser, Ether und Alkohol

Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-Sätze R: 20-35
S: (1/2)-26-45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Fluorsulfonsäure ist eine farblose Flüssigkeit und eine der stärksten kommerziell verfügbaren Säuren. Sie ist auch unter dem Namen Fluorschwefelsäure bekannt. Das Molekül ist mit der Formel FSO2OH besser beschrieben, weil es die Verbindung zur Schwefelsäure (H2SO4) genauer ausdrückt. FHO3S ist ein tetraedrisches Molekül.

Inhaltsverzeichnis

Gewinnung und Darstellung

Fluorsulfonsäure wird hergestellt durch die Reaktion von Fluorwasserstoff und Schwefeltrioxid:

\mathrm{ SO_3 + HF \longrightarrow FSO_3H }

Alternativ, kann KHF2 oder CaF2 bei 250 °C mit Dischwefelsäure behandelt werden. Einmal befreit von Flusssäure durch Spülung mit einem Inertgas kann FSO3H in einem Glasgefäß destilliert werden.

Chemische Eigenschaften

Fluorsulfonsäure ist löslich in polaren organischen Lösungsmitteln (z.B. Nitrobenzen, Diethylether, Essigsäure und Ethylacetat), aber schlecht löslich in unpolaren Lösungsmittel wie Alkanen. Durch ihre große Stärke löst sie fast alle organischen Verbindungen auf, die auch nur schwache Protonenakzeptoren sind. FSO3H hydrolysiert langsam zu Flusssäure und Schwefelsäure. Die mit ihr in Verbindung stehende Trifluormethansulfonsäure CF3SO3H behält die hohe Säurestärke von FSO3H ist aber hydrolytisch stabil.

FSO3H ist eine der stärksten bekannten einfachen Brønsted-Säuren, obgleich aktuelle Arbeiten über Carboran-Säuren zu stärkeren Säuren geführt haben. Es hat einen H0 Wert von −15, verglichen mit −12 für Schwefelsäure. Die Kombination von FSO3H und der Lewis-Säure Antimon(V)-fluorid produziert "magische Säure", die ein weit stärkeres protonenlösendes Mittel ist. Diese Säuren fallen alle in die Kategorie von "Supersäuren" (Säuren, die stärker sind als 100%ige Schwefelsäure).

Verwendung

Fluorsulfonsäure wird zur chemische Synthese von Fluorverbindungen, in der Glasindustrie und als Katalysator für chemische Synthesen verwendet. Es isomerisiert Alkane und die Alkylierung der Kohlenwasserstoffe mit Alkenen. Es kann auch als Fluorierungsmittel verwendet werden.

Sicherheitshinweise

Fluorsulfonsäure ist hochgiftig und ätzend. Sie hydrolisiert unter Abgabe von Flusssäure. Die Zugabe von Wasser zu FSO3H ist ähnlich gefährlich, wie die Zugabe von Wasser zu Konz. Schwefelsäure.

Quellen

  1. a b c d Eintrag zu CAS-Nr. 7789-21-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 18,8,2007 (JavaScript erforderlich)
  2. Eintrag zu CAS-Nr. 7789-21-1 im European chemical Substances Information System ESIS

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