Quelltext der Seite Supersäuren

Als '''Supersäuren'''<ref>N. F. Hall, J. B. Conant: ''A Study of superacid solutions. I. The use of chloranil in glacial acetic acid and the strength of certain weak bases.'', in: ''[[Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.]]'' '''1927''', ''49'', 3047–3061; {{DOI|10.1021/ja01411a010}}.</ref><ref name="ModRiedel">C. Janiak, [[Thomas M. Klapötke|T. M. Klapötke]], H.-J. Meyer, E. Riedel, ''Moderne Anorganische Chemie'', 2. Aufl., de Gruyter, Berlin, '''2004'''.</ref><ref name = "Huheey" >[[J. E. Huheey]], E. Keiter, R. L. Keiter, ''Anorganische Chemie. Prinzipien von Struktur und Reaktivität'', 3. Aufl., de Gruyter, Berlin, '''2003'''.</ref><ref name = "Howi">{{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=?}}</ref> werden in der Chemie [[Säuren]] bezeichnet, die stärker als konzentrierte (100-prozentige) [[Schwefelsäure]] (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>: pK<sub>s</sub>-Wert = −3,0) sind.<ref>R. J. Gillespie, T. E. Peel, E. A. Robinson: ''Hammett acidity function for some super acid systems. I. Systems H2SO4-SO3, H2SO4-HSO3F, H2SO4-HSO3Cl, and H2SO4-HB(HSO4)4'', in: ''[[Journal of the American Chemical Society|J. Am. Chem. Soc.]]'' '''1971''', ''93'', 5083–5087; {{DOI|10.1021/ja00749a021}}.</ref>

Alle Supersäuren haben somit einen [[PKs-Wert|pK<sub>s</sub>-Wert]] im negativen Bereich. Zur Quantifizierung der Säurestärke wird die [[Hammettsche Aciditätsfunktion]] <math>H_{0}</math> verwendet.<ref>L. P. Hammett, A. J. Deyrup: ''A series of simple basic indicators. I. The acidity functions of mixtures of sulfuric acid and perchloric acids with water.'', in: ''J. Am. Chem. Soc.'' '''1932''', ''54'', 2721–2739; {{DOI|10.1021/ja01346a015}} .</ref>

[[Fluorsulfonsäure]] (HSO<sub>3</sub>F) ist beispielsweise mehrere tausendmal stärker als konzentrierte Schwefelsäure. Wird sie mit [[Antimon(V)-fluorid|Antimonpentafluorid]] vereint, erhält man die nochmals stärkere [[magische Säure]]. Diese Mischung reagiert sogar mit [[Alkane]]n. Eine weitere verbreitete Supersäure ist [[Fluor-Antimonsäure]] (HSbF<sub>6</sub>: pK<sub>S</sub> = −17), welche aus Antimonpentafluorid und wasserfreiem [[Fluorwasserstoff]] besteht. Werden diese beiden Säuren miteinander kombiniert, wird ihre [[Acidität]] um den Faktor 10<sup>3</sup> erhöht.  Auch organische Säuren können durch bestimmte Gruppen pK<sub>s</sub>-Werte unter −11 erreichen. Ein Beispiel dafür ist [[Pentacyanocyclopentadien]]. Seit 2004 sind auch per-halogenierte [[Carborane]] H(CHB<sub>11</sub>Cl<sub>11</sub>) als Supersäuren bekannt.<ref>{{Literatur |Autor=Michael Hopkin |Titel=World's strongest acid created |Sammelwerk=Nature |Datum=2004-11-16 |DOI=10.1038/news041115-5 |Seiten=news041115–5 |Online=http://www.nature.com/articles/news041115-5 |Abruf=2020-10-15|Sprache=en}}</ref>

Im wässrigen Milieu lässt sich nicht nachweisen, dass eine Supersäure stärker als konzentrierte Schwefelsäure ist, da ein [[Protolysegrad]]  größer als 1 nur in Abwesenheit von [[Basen (Chemie)|Basen]] möglich ist und somit im Wasser nicht erreicht werden kann. Dieser Effekt wird [[nivellierender Effekt des Wassers]] genannt. <!-- Somit erklärt sich auch die Existenz von Supersäuren, die nicht zersetzend auf andere Stoffe wirken.    was bedeutet das? -->

Die Bedeutung von Supersäuren in der Grundlagenforschung liegt darin, dass in supersauren Medien bestimmte Spezies wie beispielsweise [[Carbokation]]en,<ref name="ModRiedel"/><ref name = "Superacids">G. A. Olah, G. K. S. Prakash, J. Sommer, ''Superacids'', John Wiley & Sons, New York, '''1985'''.</ref> anorganische [[Polykationen]]<ref name="Superacids"/><ref name = "ODonnell">T. A. O’Donnell, ''Superacids and Acidic Melts as Inorganic Reaction Media'', VCH, Weinheim, '''1993'''.</ref> und [[Übergangsmetalle]] in niedrigen [[Oxidationsstufe]]n<ref name="ODonnell"/><ref>C. G. Barraclough, R. W. Cockman, T. A. O’Donnell, W. S. J. Schofield: ''Electronic spectra of titanium(II), vanadium(II), and chromium(II) in anhydrous hydrogen fluoride'', in: ''[[Inorganic Chemistry|Inorg. Chem.]]'' '''1982''', ''21'', 2519–2521; {{DOI|10.1021/ic00136a088}}.</ref><ref name="Hwang">I. C. Hwang, K. Seppelt: ''The Reduction of AuF3 in Super Acidic Solution'', in: ''[[Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie|Z. anorg. allg. Chem.]]'' '''2002''', ''628'', 765–769; {{DOI|10.1002/1521-3749(200205)628:4<765::AID-ZAAC765>3.0.CO;2-E}}.</ref> stabilisiert werden können. Auch die Erzeugung von Metall-Xenon-Verbindungen,<ref name="Hwang"/><ref>T. Drews, S. Seidel, K. Seppelt: ''Gold-Xenon-Komplexe'', in: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angew. Chem.]]'' '''2002''', ''114'', 470–473; {{DOI|10.1002/1521-3757(20020201)114:3<470::AID-ANGE470>3.0.CO;2-U}}.</ref><ref>S. Seidel, K. Seppelt: ''Xenon as a Complex Ligand: The Tetra Xenono Gold(II) Cation in AuXe42+(Sb2F11-)2'', in: ''Science'' '''2000''', ''290'', 117–118; {{DOI|10.1126/science.290.5489.117}}.</ref> nichtklassischen [[Metallcarbonyle]]n<ref name="ModRiedel"/> und protonierten [[Fullerene]]n<ref>C. A. Reed, K. C. Kim, R. D. Bolskar, L. J. Mueller: ''Taming Superacids: Stabilization of the Fullerene Cations HC60+ and C60·+'', in: ''[[Science]]'' '''2000''', ''289'', 101–104; {{DOI|10.1126/science.289.5476.101}}.</ref> gelang mithilfe von Supersäuren. Entscheidend ist dabei die geringe [[Nucleophilie]] und der große [[Sterik|sterische]] Anspruch der Säurerestionen.

Durch ihre extrem hohe Acidität sind Supersäuren mitunter an Reaktionen beteiligt, die in der Chemie lange Zeit für ausgeschlossen gehalten wurden: Sie sind unter anderem in der Lage, die ausgesprochen [[Chemische Reaktion|reaktionsträgen]] [[Edelgase]] zu [[Protonierung|protonieren]] und [[Kohlenstoff]]-Atome mit formal fünf [[Chemische Bindung|Bindungen]] ([[Carboniumion]]en) zu erzeugen.

Der Name geht auf den Chemiker [[James Bryant Conant]] in Harvard zurück (1927)<ref>George Olah, My search for carbocations and their role in chemistry, Nobelvortrag 1994, S. 161, [http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1994/olah-lecture.pdf PDF]</ref>.  Sie wurden besonders von [[George A. Olah]] für die Darstellung und Stabilisierung von Carbokationen benutzt.

== Literatur ==
* George A. Olah, G. K. Surya Prakash, Jean Sommer, Arpad Molnar: ''Superacid Chemistry'', 2. Auflage, Wiley 2009, ISBN 978-0-471-59668-4

== Siehe auch ==
* [[Superbasen]]

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Supersäure}}

== Quellen ==
<references />

{{SORTIERUNG:Supersauren}}
[[Kategorie:Supersäure| ]]
[[Kategorie:Chemikaliengruppe]]
[[Kategorie:Acidität und Basizität]]