Strukturformel von Fluoroschwefelsäure?
Hello! Ich hätte folgende Frage (mit Fragezeichen gekennzeichnet): Wie kann die Strukturformel von HSO3F so aussehen wie unten beschrieben wenn es nur ein H hat? Und wie kann dann daraus eine doppelt protonierte Säure entstehen?
Danke im Voraus
2 Antworten
Grundsätzlich reden wir hier von der Autoprotolyse der Fluorschwefelsäure:
2 HSO₃F ⟶ H₂SO₃F⁺ + SO₃F¯
Ein HSO₃F-Molekül schiebt sein H⁺ aufs andere, es entsteht also protonierte Fluorschwefelsäure H₂SO₃F⁺ (die natürlich viel, viel saurer ist als Fluorschwefelsäure selbst, so wie H₃O⁺ viel saurer als H₂O ist). Wie bei der Autoprotolyse von H₂O liegt das Gleichgewicht natürlich sehr weit links, d.h., in reiner HSO₃F sind nur sehr wenig Ionen enthalten, genauso wie es im Wasser nur wenig H₃O⁺ und OH¯ gibt.
Aber in diesem Fall fügen wir noch SbF₅, eine Lewis-Säure, dazu. Die fängt das Anion SO₃F¯ ab und bildet damit ein Addukt (ein lone pair des O bindet in eine Elektronenpaarlücke des SbF₅). Dadurch wird das Anion dem Gleichgewicht entzogen, und es kann mehr Fluorschwefelsäure dissoziieren. Insgesamt bekommt man also kräftige Mengen des extrem sauren Ions H₂SO₃F⁺, und deshalb steigt die Acidität der Lösung gewaltig.
( Das kannst Du ganz grob damit vergleichen, was Borsäure B(OH)₃ in Wasser macht: Es ist eine schwache Lewis-Säure, schnappt sich also ein OH¯ und bildet in kleinen Mengen das Addukt B(OH)₄¯; die OH¯-Ionen stammen aus der Autoprotolyse des Wassers, und die gleichzeitig gebildeten H₃O⁺ sammeln sich an. Deshalb reagiert eine B(OH)₃-Lösung saurer als reines Wasser. )
Das 2. Proton lagert sich an eines der SauerstoffAtome an, obwohl da keins 'hingehört'. Dadurch ist das Molekül dann positiv geladen und besonders sauer.
Das ist wie die Bildung der HydroxoniumIonen! 2 H2O -> H3O(+) +OH(-)