ඇසිඩ් (acids) යනු රසායන විද්‍යාවේදී ඉතා වැදගත් සංයෝග වර්ගයකි. ඒවා ජලයේ දියවන විට හයිඩ්‍රජන් අයන (H⁺) නිකුත් කරන සංයෝග ලෙස හඳුන්වනු ලබයි. ඇසිඩ්වල බලවත්කම මනිනු ලබන්නේ ඒවායේ විඝටන ශක්තිය (dissociation strength) හෝ pH අගය මත ය. pH පරිමාණයේ අගය 0 සිට 14 දක්වා විහිදෙන අතර, 0 යනු ඉතා බලවත් ඇසිඩ් ලක්ෂණයක් වන අතර 14 යනු බලවත් ක්ෂාරීය (base) ලක්ෂණයකි. මෙම ලිපියෙන් අපි ලෝකයේ බලවත්ම ඇසිඩ් ලෙස සැලකෙන සංයෝගය වන ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් (Fluoroantimonic Acid) පිළිබඳවත්, එය බලවත් වන්නේ ඇයිද යන්නත්, එහි භාවිතයන් හා අනතුරුදායක බව පිළිබඳවත් විද්‍යාත්මකව සාකච්ඡා කරමු.
ඇසිඩ්වල බලවත්කම යනු කුමක්ද?
ඇසිඩ් එකක බලවත්කම තීරණය වන්නේ එහි හයිඩ්‍රජන් අයන (H⁺) ජලයේදී විඝටනය වීමේ හැකියාව මත ය. මෙය ඇසිඩ් විඝටන නියතය (Acid Dissociation Constant – Ka) මගින් මනිනු ලැබේ. Ka අගය වැඩි වන තරමට ඇසිඩ් එක බලවත් ය. තවද, Hammett Acidity Function (H₀) යන මිනුම මගින් අතිබලවත් ඇසිඩ්වල (superacids) බලවත්කම මනිනු ලබයි. සාමාන්‍ය ඇසිඩ්වලට වඩා අතිබලවත් ඇසිඩ්වල H₀ අගය ඉතා අඩු (ඍණ) වේ. උදාහරණයක් ලෙස, සල්ෆියුරික් ඇසිඩ් (H₂SO₄) හි H₀ අගය -12 පමණ වන අතර, ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් හි H₀ අගය -31 දක්වා බැස යයි. මෙයින් පෙනෙන්නේ ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් යනු සල්ෆියුරික් ඇසිඩ්වලට වඩා බිලියන ගුණයකින් බලවත් බවයි.
ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් යනු කුමක්ද?
ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් යනු හයිඩ්‍රජන් ෆ්ලෝරයිඩ් (HF) සහ ඇන්ටිමනි පෙන්ටෆ්ලෝරයිඩ් (SbF₅) එකතුවෙන් සෑදෙන මිශ්‍රණයකි. එහි රසායනික සූත්‍රය වන්නේ HSbF₆ ය. මෙය අතිබලවත් ඇසිඩ් (superacid) කාණ්ඩයට අයත් වන අතර, මෙතෙක් හඳුනාගත් බලවත්ම ඇසිඩ් ලෙස සැලකේ. මෙහි බලවත්කමට හේතුව වන්නේ එහි අණු තුළ ඇති ඉතා ස්ථායී SbF₆⁻ අයනයයි. මෙම අයනය හයිඩ්‍රජන් අයන (H⁺) ඉතා ඉක්මනින් නිදහස් කිරීමට සමත් වේ.
ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් බලවත් වන්නේ ඇයි?
මෙහි බලවත්කමට ප්‍රධාන හේතු කිහිපයක් ඇත:
- ෆ්ලෝරීන් පරමාණුවල විද්‍යුත් ඍණතාව (Electronegativity): ෆ්ලෝරීන් යනු විද්‍යුත් ඍණතාවයෙන් ඉහළම මූලද්‍රව්‍යය වන අතර, එය H⁺ අයනය ඉතා පහසුවෙන් වෙන් කරයි.
- ඇන්ටිමනි පෙන්ටෆ්ලෝරයිඩ්හි ආම්ලික බව: SbF₅ යනු ඉතා බලවත් ලුවිස් අම්ලයක් වන අතර, එය HF සමග එක්වූ විට H⁺ නිකුත් කිරීම වේගවත් කරයි.
- ඉතා ස්ථායී අයන සෑදීම: SbF₆⁻ අයනය ඉතා ස්ථායී වන බැවින්, එය H⁺ ආපසු බැඳීමකින් තොරව නිදහස්ව තබයි.
මෙම සංයෝගයේ බලවත්කම එතරම් ඉහළ යන්නේ එය සාමාන්‍ය ජලයේ pH පරිමාණයෙන් මැනිය නොහැකි තරමට ය. එය සල්ෆියුරික් ඇසිඩ්වලට වඩා 10¹⁹ (දහනව වැනි බලය) ගුණයකින් බලවත් ය.
භෞතික ලක්ෂණ
ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් යනු දුඹුරු පැහැති දුස්ස්‍රාවී ද්‍රවයකි. එය ඉතා ප්‍රබල විඛාදකයක් (corrosive) වන අතර, වාතයේ තෙතමනය සමග ප්‍රතික්‍රියා කර ඉතා උග්‍ර වායූන් නිකුත් කරයි. එය ගබඩා කිරීමට ටෙෆ්ලෝන් (Teflon) වැනි විශේෂ ද්‍රව්‍ය භාවිතා කළ යුතු ය. වීදුරුවලින් එය ගබඩා කළ නොහැකි වන්නේ එය වීදුරුවල ඇති සිලිකා (SiO₂) සමග ප්‍රතික්‍රියා කර විනාශ කරන බැවිනි.
භාවිතයන්
ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් අම්ලය සාමාන්‍ය ජීවිතයේ භාවිතා නොවුණත්, රසායනික පර්යේෂණ හා කාර්මික ක්‍රියාවලිවලදී භාවිත වේ:
- කාබනික රසායන විද්‍යාවේදී: ඉතා ස්ථායී කාබනික සංයෝග කැටලිස්ට් ලෙස භාවිතා කිරීමට.
- පෙට්‍රෝලියම් කර්මාන්තයේ: ඉන්ධනවල ගුණාත්මක භාවය වැඩි කිරීමට.
- පර්යේෂණ: අතිබලවත් අම්ල වල ගුණාංග අධ්‍යයනයට.
අනතුරුදායක බව
මෙම අම්ලය ඉතා අනතුරුදායක ය. එය සම, මස්, ඇටකටු, ලෝහ, ගල් ආදිය විනාශ කළ හැකි ය. එය ශ්වසනය කිරීමෙන් හෝ සමට ඇල්ලීමෙන් බරපතල තුවාල හෝ මරණය පවා සිදුවිය හැක. එබැවින්, එය හසුරුවන විට ඉතා ඉහළ ආරක්ෂාවක් අවශ්‍ය ය.
වෙනත් බලවත් ඇසිඩ් සමග සංසන්දනය
- සල්ෆියුරික් ඇසිඩ් (H₂SO₄): H₀ = -12
- හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් ඇසිඩ් (HF): H₀ = -10
- මැජික් ඇසිඩ් (FSO₃H-SbF₅): H₀ = -19
- ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ්: H₀ = -31
මෙයින් පෙනෙන්නේ ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් අනෙක් සියල්ලටම වඩා බලවත් බවයි.
නිගමනය
ෆ්ලෝරෝඇන්ටිමොනික් ඇසිඩ් යනු මෙතෙක් හඳුනාගත් බලවත්ම අම්ලය ලෙස සැලකෙන සංයෝගයකි. එහි අතිබලවත් බව රසායනික පර්යේෂණවලදී ඉතා වැදගත් වුවත්, එහි අනතුරුදායක බව හේතුවෙන් එය භාවිතයේදී ඉතා සැලකිලිමත් විය යුතු ය. මෙම ලිපියෙන් ඔබට එහි විද්‍යාත්මක ගුණාංග හා වැදගත්කම පිළිබඳ අවබෝධයක් ලැබුණු බව බලාපොරොත්තු වෙමි.
