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氟銻磺酸
鎖定
氟銻磺酸，又稱魔酸，是一種超強酸，是一種路易斯酸五氟化銻和一種質子酸氟磺酸的混合物，化學式為SbF5·HSO3F，為無色透明的粘稠液體，含雜質時為淡黃色、棕色甚至是黑綠色。有明顯的刺激性氣味，純淨的氟銻磺酸密度大致為3.61-3.82 g/mL，無固定熔沸點。當質子酸路易斯酸混合時，其酸的強度增大。
魔酸（SbF5·HSO3F），是由兩種或兩種以上的含氟化合物組成的溶液。比如氟硫酸和五氟化銻按1：0.3（摩爾比）混合時，它的酸性是無水硫酸的1億倍；按1：1混合時，它的酸性是無水硫酸的1019倍。能溶解不溶於王水的高級烷烴蠟燭。
酸鹼中和反應的實質是質子的傳遞反應。超酸是指酸性比普通無機酸強106～1010倍的酸。魔酸（HSO3F－SbF5）是已知除氟銻酸（HF-SbF5）外最強的超酸，許多物質（如H2SO4）在魔酸中可獲得質子（即質子化）。
SbF5和HF以0.2:1的摩爾比混合時酸度以達到100%硫酸的109倍以上，隨着SbF5的比例增加酸度還能增強。
魔酸，應當用聚四氟乙烯制的容器盛放，一般講超強酸是指比100%的硫酸酸性更強的酸。
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氟銻磺酸研究簡史
1966年聖誕節，美國Case Western Reserve大學，G.A.Olah教授實驗室一位研究人員J.Lukas無意中將聖誕節晚會上用過的蠟燭扔進一個酸性溶液（SbF5·HSO3F）中，結果發現蠟燭很快地溶解了，蠟燭是由一些性質很穩定的高級脂肪烷烴混合物組成的。能夠在室温下將蠟燭溶解的物質必定具有某種未知的獨特因素。這促使他進一步研究，拿此實驗溶液去做核磁共振研究（13C-NMR）。令人驚奇的是核磁共振氫譜圖上竟出現了一個尖鋭的叔丁基陽離子（碳正離子）峯。這種酸能溶解飽和烴。從那時起，Olah實驗室人員就給SbF5·HSO3F起個綽號叫“魔酸”（Magic acid）。E. M. Arnett J.和W.Larsen於1967年2月在Chem. Eng. News雜誌上發表的文章中也將FSO3H和SbF5的混合物稱為魔酸。人們習慣地將酸強度超過100% H2SO4的一個酸或酸性介質叫做超酸（或超強酸），把SbF5·HSO3F稱作魔酸。也就是後來所説的超強酸。超強酸不但能溶解蠟燭，而且能使烷烴、烯烴等發生一系列化學變化，這是普通酸難以做到的。例如正丁烷在超強酸的作用下，可以發生 C—H鍵的斷裂，生成氫氣；發生C—C鍵的斷裂，生成甲烷；還可以發生異構化反應生成異丁烷。在奧萊教授和他的學生這一發現的啓示下，迄今為止，科學家們已經找到多種液態和固態的超強酸。液態的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固態的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等，它們都有類似於SbF5·HSO3F的性質。
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氟銻磺酸理化性質
氟銻磺酸物理性質
電導率（S/m，25ºC）：1.2×10-8
密度：3.61-3.62g/cm3
氟銻磺酸化學性質
魔酸
氟銻磺酸酸性極強，以至於高氯酸在其中都會被質子化：
HClO4+ HSbF5(OSO2F)= [SbF5(OSO2F)]-+ [H2ClO4]+
在這種酸性環境下，一般情況下很多無法進行的有機化合反應可以順利進行。故氟銻磺酸常作為現代化工合成反應的催化劑。
超強酸對鏈狀鹵素和硫陽離子的研究提供了一個優良的溶劑介質。
氟銻磺酸還是一種良好的溶劑和腐蝕劑，可以將包括金、鉑在內的極不活潑金屬氧化溶解。氟銻磺酸通常儲存在聚四氟乙烯的容器內。在室温下氟銻磺酸和玻璃作用劇烈，並能溶解烴類有機物，可以將有機含氧化合物脱水炭化，但和含鉛塑料玻璃（一種狀似玻璃的透明有機含鉛有機材料，主要成分是全氟聚苯乙烯、聚四氟乙烯、和二氟化鉛）反應很慢，故一般用含鉛塑料玻璃製成的細口瓶盛裝。
氟銻磺酸酸使某些很難質子化的物質（如高氯酸）質子化，進一步製備含有-ClO3基團的有機物：
HClO4 + H+= [H2ClO4]+
[H2ClO4]++H+=[ClO3]++ [H3O]+
C6H6+ [ClO3]+= [C6H6ClO3]+
[C6H6ClO3]+ - H+ =C6H5ClO3
氟銻磺酸酸使高級烷烴質子化，催化烷烴裂解：
(CH3)3CH + H → (CH3)3C + H2；
(CH3)4C + H → (CH3)3C + CH4
氟銻磺酸酸含有羥基的有機物（如醇、酚、羧酸等）質子化，進一步脱羥基化。
R-OH + 2H = R+（碳正離子） + [H3O]+
強氧化劑：Sb(V)氟化物例如SbF5具有一定的氧化性，加上它超強的酸性，大大增加了氧化能力，能夠氧化腐蝕多種金屬。要注意的是，氟銻磺酸是無水體系，當氟銻磺酸與大量水混合時發生強烈反應，失去超酸性。
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性質與穩定性：當質子酸與路易氏酸混合時，其酸的強度增大。典型的代表是氟硫酸與五氟化銻兩者以1:1的混合體系，被稱為魔酸。在室温下為無色透明的黏稠狀液體，它是一種最強的酸。在魔酸中幾乎所有的有機化合物都可以發生離子化。魔酸組成之一的SbF5為無色黏稠狀液體，與濕氣接觸產生白煙，是一種非常強的路易氏酸，能與多種化合物形成加成產物。
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氟銻磺酸應用領域
超強酸在化學和化學工業上，有應用價值，它既是無機及有機的質子化試劑，又是活性極高的催化劑。而由於超強酸的酸性和腐蝕性強得出奇，所以過去一些極難或根本無法實現的化學反應，在超強酸的條件下便能順利進行。比如正丁烷，在超強酸的作用下，可以發生碳氫鍵的斷裂，生成氫氣，也可以發生碳碳鍵的斷裂，生成甲烷，還可以發生異構化生成異丁烷，這些都是普通酸做不到的。
氟銻磺酸計算化學數據
疏水參數計算參考值（XlogP）：無
氫鍵供體數量：1
氫鍵受體數量：9
可旋轉化學鍵數量：0
互變異構體數量：0
拓撲分子極性表面積：62.8
重原子數量：11
表面電荷：0
複雜度：130
同位素原子數量：0
確定原子立構中心數量：0
不確定原子立構中心數量：0
確定化學鍵立構中心數量：0
不確定化學鍵立構中心數量：0
氟銻磺酸儲存運輸
氟銻磺酸酸性
哈米特酸度函數（H0）是一種用於衡量高濃度酸酸性的指標。它是由物理有機化學家路易斯·普拉克·哈米特（Louis Plack Hammett）建議使用的 ，這也是最著名的酸度函數 ，它對於超出pH值範圍的情況是很有用的。H0每減小一個單位，即表示酸性增強10倍。哈米特酸度函數以大負數H0值表示：
氟銻酸（1:1）（1990）（H0=−28）
魔酸（五氟化銻合氟磺酸（1:1），簡稱氟銻磺酸）（1974）H0=-26.5）
碳硼烷酸（1969）（H0=−18.0)
氟磺酸（1944）（H0=−15.1）
三氟甲磺酸（1940）（H0=−14.6）
濃高氯酸（H0= -13.0)
魔酸（五氟化銻合氟代磺酸，簡稱氟銻磺酸）的酸性是除氟銻酸外最強的，值得注意的是魔酸是混合物，由HSO3F與SbF5的混合配置而成的，另外含氧酸的確切定義是由O、H與一中心原子組成的可自主電離出質子的物質，其酸性最強的配置比為HSO3F：SbF5=2：98（摩爾比）。
其酸性強的機理：首先HSO3F（氟磺酸，或單氟硫酸）的酸性本身比HClO4強，不過在水溶液中由於拉平效應它們的水溶液酸性強度是一樣的（就像濃度一樣的硝酸溶液和鹽酸溶液酸性一樣，我們一般認為HNO3與HCl的酸性是不可區分的，但事實上不是），在HSO3F電離出H+後由於O、F強拉電子作用（誘導效應）使負電荷電荷較均勻的分佈於整個離子，減弱了質子對陰離子團的庫侖力使質子能更好的電離出去。
然後是SbF5的作用，SO3F-中由於存在S→O的配位鍵，使O上帶較明顯的負電，SbF5中由於F對Sb的誘導效應，使Sb帶較強的正電性，且Sb上存在一個5p空軌道（為強Lewis酸）正好可以與SO3F-中的O上的孤電子對形成較強的配位鍵。就是説存在S→O→Sb，這樣負電荷就擴散到了更大區域，並且受到了SbF5基團對負電荷的很好屏蔽，最多SO3F-可以與3個SbF5配合。但是配合度越低越穩定，這是因為SbF5基團太大互相牴觸，使得SO3F-不能更好與太多的SbF5很好配合，因此可以解釋魔酸中SbF5的量相當大，這樣H+對該配合物基本不存在庫侖力了，所以使得H+變得相當自由，甚至可以“趴在”電子雲密度相對較大的C—H鍵上形成二電子三中心鍵很不穩定易分解生成碳正離子與H2。
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