Transcript Charpter 4
Acid-Base Chemistry Major Acid-Base concepts Arrhenius concept แบ่งเป็ น Arrhenius acids: form hydrogen ion in solution (hydronium หรื อ oxonium ions, H3O+) Arrhenius bases: form hydroxide ion in solution (OH-) acid + base salt + water เช่น H+ + Cl- + Na+ + OH- Na+ + Cl- + H2O Brnsted-Lowry concept acid: a species with a tendency to lose a hydrogen ion base : a species with a tendency to gain a hydrogen ion H3O+ + NO2- H2O + HNO2 acid 1 base 1 base 2 acid 2 Conjugate acid-base pairs: Acid H3O+ HNO2 base H2O NO2- เช่น ในน้ ำ H3O+ + Cl- + Na+ + OH- ในแอมโมเนีย NH4+ + Cl- + Na+ + NH2net reaction NH4+ + NH2acid base NaCl + 2H2O Na+ + Cl- + 2NH3 2NH3 conjugate base and conjugate acid Solvent-system Concept คือ solvent ที่สำมำรถแตกตัวได้แคทไอออนและแอนอออน (autodissociation) acid: cation and base: anion พบว่ำ solute ที่เพิม่ ควำมเข้มข้นของแคทไอออนของ solvent จะให้เป็ น acid ส่ วน solute ที่เพิ่มควำมเข้มข้นของแอนไอออนของ solvent จะให้เป็ น base autodissociation: 2H2O H3O+ + OH- ตัวอย่ำงปฏิกิริยำ H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4Sulfuric acid จะเพิม ่ ควำมเข้มข้นของ hydronium ion ซึ่งเป็ นกรด ตัวอย่ำงที่ไม่มี hydrogen เช่น autodissociation BrF2+ + BrF4ถ้ำ solute เป็ น SbF3 ละลำยอยูใ่ น BrF3 SbF3 + BrF3 BrF2+ + SbF6จำกสมกำรของปฏิกิริยำ จะได้ BrF2+ แสดงว่ำ SbF3 2BrF3 เป็ นกรด ถ้ำ solute เป็ น KF ละลำยอยูใ่ น BrF3 KF + BrF3 จำกสมกำรของปฏิกิริยำ จะได้ BrF4BrF4- แสดงว่ำ KF เป็ นเบส Reverse autodissociation: H3O+ + OH2H2O BrF4- + BrF2+ 2BrF3 จำก Arrehenius, Brsted-Lowly and Solvent system neutralization สำมำรถเปรี ยบเทียบได้ดงั นี้ Arrehenius: Brsted-Lowly: Solvent system: acid + base acid1 + base2 acid + base salt + water base1 + acid2 solvent Lewis concept Lewis base: electron-pair donor Lewis acid: electron pair acceptor เช่น Ag+ + BF3 + 2:NH3 :NH3 [H3N:Ag:NH3]+ (adduct) BF3 :NH3 (adduct) Fig.6.1 donor-acceptor Bonding in BF3 :NH3 Frontier orbital and Acid-base reaction Acid-base reaction: HOMO-LUMO combination form new HOMO-LUMO orbital of product Fig.6.4 NH3 + H+ NH4+ Fig.6.5 HOMO-LUMO interaction พิจำรณำน้ ำ กับ reactant A reaction with B: water as oxidizing agent 2H2O + Ca Ca2+ + 2OH- + H2 (water as oxidizing agent) reaction with C: solvent of anion nH2O + Cl[Cl(H2O)n]- (water as acid) reaction with D: solvent of cation 6H2O + Mg2+ [Mg(H2O)6]2+ (water as base) reaction with E: water as reducing agent 2H2O + 2F2 4F- + 4H+ + O2 (water as reducing agent) Lewis definition of acid and base in terms of frontier orbital: a base has an electron Pair in HOMO of suitable symmetry to interact with LUMO of acid. Hard and soft acids and bases พิจำรณำ จำกกำรทดลองดังนี้ 1. Relative solubilities of halides AgF (s) + H2O AgCl (s) + H2O AgBr (s) + H2O AgI (s) + H2O Ag+ (aq) Ag+ (aq) Ag+ (aq) Ag+ (aq) + + + + F- (aq) Cl- (aq) Br- (aq) I- (aq) Ksp Ksp Ksp Ksp = = = = 205 1.8 x 10-10 5.2 x 10-13 8.3 x 10-17 Solubility of silver halides ในน้ ำ จะลดลงตำม columm ของ halogen ในตำรำงธำตุ -Hg2F2 as the most soluble and Hg2F2 the least soluble -LiF is the least soluble with Ksp = 1.8 x 10-3 but the other LiX is highly soluble in water. -MgF and AlF3 are less soluble than the corresponding Cl-, Br- and I-. 2. Coordination of thiocyanate to metals: thiocyanate (SCN-) สำมำรถจับกับโลหะได้โดย ใช้ ซัลเฟอร์หรื อไนโตรเจนอะตอม ซึ่งขึ้นอยูก่ บั ธรรมชำติของโลหะและปัจจัยอื่นๆ อำทิเช่น ถ้ำจับกับไอออนโลหะที่มีขนำดใหญ่และเกิดโพลำไรซ์สูง เช่น Hg2+ จะชอบจับกับซัลเฟอร์ได้ ([Hg(SCN)4]2-) แต่ถำ้ จับกับไอออนโลหะที่มีขนำดเล็กลงและกำรโพลำไรซ์ลดลง เช่น Zn2+ จะชอบจับกับไนโตรเจนได้ ([Zn(NCS)4]2-) เช่น ไอออน [CH3Hg(H2O)]+ ซึ่งสำมำรถ ให้ CH3 และ H2O เป็ นลิแกนด์ที่จบั กับ Hg2+ ได้ ซึ่งบำงครั้งชอบเกิดและบำงครั้งไม่ชอบเกิด ถ้ำทำปฏิกิริยำกับ HCl 3. Equilibrium constants of exchange reaction : [CH3Hg(H2O)]+ + HCl CH3HgCl + H3O+ ถ้ำทำปฏิกิริยำกับ HF [CH3Hg(H2O)]+ + HF CH3HgF + H3O+ K = 1.8 x 1012 K = 1.8 x 10-2 ในปี 1963 Pearson ได้ให้ concept ของ hard and soft acids and bases (HSABs) ว่ำ -ถ้ำอะตอมที่เป็ นกรดหรื อเบสที่สำมำรถถูกโพลำไรซ์ (polarizable acids and bases) ได้ จะเป็ น “soft” -ถ้ำอะตอมที่เป็ นกรดหรื อเบสที่ไม่สำมำรถถูกโพลำไรซ์ (nonpolarizable acids and bases) ได้ จะเป็ น “hard” และ “Hard acids prefer to bind to hard bases and soft acids prefer to bind to soft bases. (hard-hard, soft-soft combination)” Relative solubility: ตัวอย่ำง เช่น กำรละลำยของสำรกลุ่ม silver halide ในน้ ำ ซึ่ งพบว่ำ AgI จะเกิด Interactionได้ดีที่สุดเพรำะ Ag+ และ I- เป็ น soft acid และ soft base จึงมีควำม เป็ นโควำเลนต์สูง ส่ วนอีกตัวคือ Li จะได้กำรละลำยน้ ำ เป็ น LiBr > LiCl > LiI > LiF Ahrland, Chatt และ Davies ได้ จดั กลุม่ โดยแบ่งโลหะไอออนเป็ น 2 กลุม่ โดยพวกกลุม่ b จะเป็ นพวกโลหะทรานสิชนั ที่อยูท่ างด้ านล่างขวามือของตารางธาตุ และที่อยูใ่ น ตารางธาตุ ในการละลายกับ halide anion class b จะเป็ นตาม trend นี ้ Solubility: F- > Cl- > Br- > I- แต่สาหรับโลหะ class a จะพบ solubility ในแนวโน้ ม ตรงข้ ากัน Theory of Hard and Soft Acids and Bases Pearson ได้กำหนดไอออนโลหะ class a ที่แบ่งโดย Ahrland, Chatt และ Davies ให้เป็ น “hard acids” และ ไอออนโลหะ class b เป็ น “soft acids” ส่ วน base ได้แบ่งเป็ นตำม ควำม polalizability ของไอออน โดย “hard base” สำหรับแอนไอออนที่มีควำม polarizability ต่ำ ส่ วน “soft base” สำหรับแอนไอออนที่มีควำม polarizability สูง เมื่อพิจำรณำแอนไอออน halide จะได้วำ่ F เป็ น hard base มำก และควำมเป็ น hard base ค่อยๆ ลดลงตำมลำดับ Cl-, B และ I- ซึ่งจะมีควำมเป็ น soft base มำกขึ้น สำหรับกำรเกิดปฏิกิริยำจะชอบที่จะเกิด hard-hard และ soft-soft สมบัติกำรเป็ น Hard-soft acids: 1. Hard acids and bases are relatively small, compact and nonpolarizable. Soft acids and bases are relatively larger and more polarizable. 2. Hard acids include cations with a large positive charge (3+ or larger). 3. The d electron of hard acids are relatively unavailable for bonding (alkaline earth ions, Al3+) and other hard acid cations include Cr3+, Mn3+ Fe3+ and Co3+ (not fit for this description). 4. Soft acid are those whose d electrons or orbitals are readily available for bonding (neutral and 1+ cations, heavier 2+ cations) 5. The larger and more massive atom is a soft acid because the large numbers of inner electrons shield make atom more polarizable. The soft acid is a class b ส่ วนมำกเป็ นพวกไอออนที่ +1 หรื อ +2 ที่มีอิเลคตรอนอยูใ่ นชั้น d-orbitals หรื อ เป็ น พวก transition metal ที่อยูแ่ ถวที่ 2 และ 3 หรื อ มีอิเลคตรอนมำกกว่ำ 45 ตัวขึ้นไป สมบัติกำรเป็ น Hard-soft bases: 1. แอนไอออนที่มีขนำดใหญ่และมีอิเลคตรอนมำกจะเป็ น soft acid เช่น S2- softer than O2- เพรำะ S2- มีอิเลคตรอนกระจำยในปริ มำตรมำกจึงเกิด polarization สู ง 2. ดูที่ electronic structure และ size charge เช่น S2- และ Cl- มี electronic structur เหมือนกันแต่ S2- มี nuclear charge น้อยกว่ำและ มีขนำดใหญ่กว่ำเล็กน้อย จึงทำให้ S2- เป็ น soft base 2. Soft bases คือ แอนไอออนที่สำมำรถถูก polarization สู ง ตัวอย่ำงเช่น พิจำรณำแอนไอออน OH- และ S2OH- ชอบที่จะเกิด insoluble salts กับไอออนโลหะทรำนสิ ชน ั 3+ เพรำะ OH- เป็ น Hard acid จึงชอบจับกับโลหะที่เป็ น hard base พวกไอออนโลหะทรำนสิ ชน ั 3+ ส่ วน S2- เป็ น soft base จึงชอบจับกับ ไอออนโลหะทรำนสิ ชนั 2+(borderline or soft) นอกจำกนี้ยงั มีปัจจัยอื่นที่สำคัญคือ inherent acid-base strength ควำมแรง ของกรด เบสอำจจะสำคัญมำกกว่ำ hard-soft characteristics แต่สำหรับกรณี น้ ี ZnO + 2LiC4H9 soft-hard hard-soft Zn(C2H9)2 soft-soft + Li2O hard-hard จำกปฏิกิริยำนี้น้ นั ชอบที่จะเกิดขึ้นโดย reactant ที่เป็ น soft-hard กับ hard-soft ซึ่ ง มันอยำกเกิดปฏิกิริยำกันเพื่อให้ได้โมเลกุลที่เสถียรมำกขึ้นที่เป็ น soft-soft และ hard-hard ซึ่ ง HSAB จะสำคัญกว่ำ acid-base strength จำกตำรำงจะพบว่ำมี neutral molecular acids and bases เช่น Lewis acid phenol ใช้พนั ธะไฮโดรเจนเกิดสำรประกอบเชิงซ้อนกับ (C2H5)2O: ได้ดีกว่ำ (C2H5)2S: C6H5OH-----:O(C2H5)2 > C6H5OH-----:S(C2H5)2 แต่ I2 เกิดสำรประกอบเชิงซ้อนกับ (C2H5)2S: ได้ดีกว่ำ (C2H5)2O: แสดงว่ำ C6H5OH เป็ น hard acid และ I2 เป็ น soft acid เมื่อ acid จะทำปฏิกิริยำกับ เบสโดยพิจำรณำค่ำ Kr ในกำรทำปฏิกิริยำกับเบสดังนี้ Hard acids Kr : F- >> Cl- > Br-, I- R2O >> R2S R3N >> R3P Soft acids Kr : F- << Cl- < Br-, I- R2O << R2S R3N << R3P Quantitative analysis Quantitative analysis สำมำรถใช้เพื่อแสดงถึง HSAB concept นั้นสัมพันธ์อย่ำงไร กับพฤติกรรมกำรละลำย โดย reagent ที่ใช้ในกำรศึกษำและแยกประเภทตำมตำรำง 6. โดย กลุ่ม 1 เป็ นโลหะที่ตกตะกอนกับ Cl- ดังสมกำร Reaction: Mn+(H2O)m + nCl-(H2O)p MCln + (m+p)H2O กลุ่มที่ 2 เป็ นพวก borderline and soft ซึ่ งสำมำรถตกตะกอนในสำรละลำยกรด H2S ซึ่ ง S2- จะมีความเข้ มข้ นต่าเพราะที่ equilibrium ชอบที่จะอยูใ่ นรู ปของ H2S H2S 2H+ + S2โดยโลหะในกลุ่มนี้ จะ soft พอที่สำมำรถตกตะกอนกับ S2- ที่ควำมเข้มข้นน้อยได้ กลุ่มที่ 3 (clean up the remaining transition metal) เป็ นพวก borderline acids ซึ่ ง สำมำรถตกตะกอนในสำรละลำยเบส H2S ซึ่ งใน equilibrium ชอบที่จะอยูใ่ นรู ปของ S2- ซึ่ งสำมำรถตกตะกอนแคทไอออนที่ควำมเข้มข้น S2- สู ง ส่ วน Al3+ and Cr3+ มี ควำมเป็ น hard acid ที่ชอบตกตะกอน OH- มำกกว่ำ S2- ไอออน ส่ วน Fe3+ จะถูก รี ดิวซ์ดว้ ย S2- แล้วได้ Fe2+ จึงเกิด FeS กลุ่มที่ 4 เป็ นกรณี ที่เกิด hard-hard interaction ระหว่ำง alkaline earth ion และ พวก Carbonate ion ซึ่ งเป็ น hard base กลุ่มที่ 5 เป็ นแคทไอออน electronic charge เท่ำกับ 1 จึงเกิด electronic interaction ได้นอ้ ยกับแอนไอออน จึงไม่เกิดกำรตกตะกอน ยกเว้น reagent ที่เฉพำะ เช่น perchlorate (ClO4-), K กับ [B(C6H5)4]- หรื อ Na กับ [Zn(UO2)3(C2H3O2)9]- เป็ นต้น อำจจะดูได้จำก ระดับพลังงำนระหว่ำง HOMO-LUMO ถ้ำเป็ น hard-hard interaction: LUMO ของกรด จะอยูส่ ูงกว่ำ HOMO ของเบสอย่ำงมำก จึง ทำให้กำรเปลี่ยนแปลงของ orbital energies ของ adduct เล็กน้อย ถ้ำเป็ น soft-soft interaction: LUMO ของกรด และ HOMO ของเบส จะใกล้กนั จึง ทำให้เห็นกำรเปลี่ยนแปลงของ orbital energies ของ adduct อย่ำงมำก Acid and Base Strength measurement of acid-base interactions กำรหำ interaction ระหว่ำง กรดและเบส มีหลำยวิธี 1. กำรเปลี่ยนแปลง boiling point หรื อ melting point สำมำรถบอกได้วำ่ มี adduct เกิดขึ้น ตัวอย่ำงเช่น hydrogen-bond solvent เช่น น้ ำและเมทธำนอล จะได้ adduct เป็ น BF3O(C2H5)2 ซึ่ งจะเห็นกำรเปลี่ยนแปลงของ boiling point 2. Calorimetric methods or temperature dependence of equilibrium constants ซึ่ งจะได้ค่ำ enthalpies และ entropies ของ acid-base reaction 3. Gas-phase measurement ในกำรหำกำรโปรโตเนตสปี ชีส์ โดยจะให้ผลทำง Thermodynamic data 4. Infrared spectra โดยให้ขอ ้ มูลในกำรเกิดพันธะระหว่ำง acid-base adduct ซึ่ งจะ เกิดกำรเปลี่ยนแปลง bond force constant อำทิเช่น free CO จะให้ C-O stretching band ที่ 2143 cm-1 และ CO ใน Ni(CO)4 จะให้ C-O band ที่ 2058 cm-1 5. NMR coupling constants 6. UV-Visible จะมีกำรเปลี่ยนแปลงสัญญำณที่ระดับพลังงำนของ adduct Thermodynamic measurement Hess’s law จะให้ขอ ้ มูลเกี่ยวกับ enthalpy และ entropy of ionization ของกรดอ่ออน (HA) โดยกำรวิเครำะห์ (1) Enthalpy ของปฏิกิริยำ HA กับ NaOH (2) Enthalpy ของปฏิกิริยำจองกรดแก่ (3) เช่น HCl กับ NaOH Equilibrium constant ของกำรแตกตัวของกรด ส่ วนใหญ่จะหำจำกtitration curve Enthalpy change H1 H2 H3 1. HA + OH A- + H2O 2. H3O+ + OH- 2H2O 3. HA + H2O H3O+ + Aจำก thermodynamic relationships โดยทัว่ ไป 4. H3 = H1 - H2 5. S3 = S1 - S2 6. G3 = -RT ln Ka = H3 - TS3 Rearranging: 7. ln Ka = -H3/ RT + S3/ R plot graph ระหว่ำง ln Ka กับ 1/T ได้ slope เป็ น H3/ R Acidity and basicity of binary hydrogen compounds คือ โมเลกุลที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและธำตุอื่นอีก หนึ่งตัวเท่ำนั้น เช่นในช่วงของกรดแก่ (HCl, HBr, HI) จนถึงเบสอ่อน (NH3) ควำมเป็ น กรดที่เพิม่ ขึ้นใน gas-phase จำกตำรำงธำตุจำกซ้ำยไปขวำ ดั แสดงในรู ป Binary hydrogen compounds จำกรู ปจะมีแนวโน้ม 2 แบบ โดย ควำมเป็ นกรดจะเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนอีเลคตรอนใน อะตอมกลำงเพิม่ ขึ้น ซึ่ งจะมี electronegativity effect ในทิศทำงตรงข้ำม เมื่อพิจำรณำแต่ละคอลัมน์ในตำรำงธำตุ ควำมเป็ นกรดเพิ่มขึ้นจำกบนลงล่ำงเช่น H2Se > H2S > H2O ซึ่ งจะเห็นว่ำกรดก่จะเป็ นธำตุที่มีขนำดใหญ่ที่สุด และสำหรับ conjugate base SeH- < SH- < OH- จะได้วำ่ ตัวที่มี conjugate base อ่อนสุ ดจะ มีควำมเป็ นกรดแรงสุ ด เมื่อพิจำรณำตำมแถวในตำรำงธำตุ ควำมเป็ นกรดเพิ่มขึ้นจำกซ้ำยไปขวำ เช่น NH3 < H2O < HF โดยจะมีแนวโน้มเดียวกับค่ำ electronegativity โดยพิจำรณำ จำก conjugate base NH2-, HO-, F- Strength of oxyacids ลำดับของควำมรงของ oxyacid chlorine ในน้ ำดังนี้ HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO4 O H-O-Cl-O O H-O-Cl-O O H-O-Cl H-O-Cl O Pauling แนะนำกำรทำนำยควำมแรงของกรดที่อุณหภูมิ 25 C ตำมสู ตร คือ จำนวน nonhydrogenated oxygen atoms / molecule โดย n ถ้ำเป็ นกรดที่มีไฮโดรเจนมำกกว่ำ 1 ตัว เทรนในกำรแตกตัวของแต่ละ ionization จะต่ำงกันประมำณ 5 unit Solvent and acid-base strength ส่ วนมำกที่พบเห็นควำมซับซ้อน คือ สำรพวก amine series โดยในสำรละลำยน้ ำ Methyl-substituted amines จะมีควำมเป็ นเบสตำมลำดับดังนี้ Me2NH > MeNH2 > Me3N > NH3 ส่ วน ethyl-substituted amines จะมีควำมเป็ นเบสตำมลำดับดังนี้ Et2NH > EtNH2 = Et3NH > NH3 จำกทั้ง 2 series นี้จเ้ ห็นว่ำ trisubstituted amine มีควำมเป็ นเบสที่อ่อนกว่ำที่คำดไว้ เพรำะ กำร solvation ของ protonated cations ลดลง ดังนัน้ solvation energy reaction เป็ นดังนี้ RnH4-nN+ (g) + H2O RnH4-nN+ (aq) เป็ นตำมลำดับของ RNH3+ > R2NH2+ > R3NH+ Solvation จะขึ้นกับจำนวนของไฮโดรเจนอะตอมที่สำมำรถจับกับน้ ำได้แล้วเกิด ถ้ำมีหมู่แทนที่มำกขึ้นทำให้กำรเกิด hydrogenBond กับน้ ำน้อยลง จะทำให้ควำมเป็ นเบสของไนโตรเจนลดลง H-O-----H-N hydrogen bonds Non aqueous solvents and Acid-Base strength ในสำรละลำยน้ ำ กำรแตกตัวของกรดอ่อนและกรดแก่จะแตกต่ำงกัน เช่น HOAc + H2O HCl + H2O H3O+ + OAc- (about 1.3% in 0.1 M solution) H3O+ + Cl- (100% in 0.1 M solution) และสำหรับเบสที่อยูใ่ นน้ ำ ก็จะเกิดปรำกฏกำรณ์เหมือนกัน คือ เบสแก่จะสำมำรถ แตกตัวได้มำกในน้ ำ แต่เบสอ่ออนจะแตกตัวได้นอ้ ยในน้ ำ NH3 + H2O NH4+ + OH- (about 1.3% in 0.1 M solution) Na2O + H2O 2Na+ + 2OH- (100% in 0.1 M solution) จำกปฏิกิริยำแสดงว่ำ H2O เป็ น amphoteric มีสมบัติเป็ นทั้งกรดและเบส Strongest acid ในน้ ำคือ hydronium (oxonium) ion และ strong base ion และถ้ำเป็ น glacial acetic acid solvent (100% acetic acid) H2SO4 + HOAc H2OAc+ + HSO4NH3 + HAcO NH4+ + OAc- แต่ถำ้ เป็ นในเบส OH- + HOAc H2O + OAc- โดยที่ คือ hydroxide จำกตัวอย่ำงข้ำงต้นจะเรี ยกว่ำเกิดปรำกฏกำรณ์ leveling effect เช่น acetic acid จะมี ควำมแรงของกรด เมื่ออยูใ่ นสำรละลำยที่มีสำรตำมลำดับ HClO4 > HCl > H2SO4 > HNO3 โดยเทียบกับควำมสำมำรถที่จะ force ให้เกิด second hydrogen ion บน carboxylic แล้วได้ H2OAc+ ตัวทำละลำยที่เป็ นกรด จะสำมำรถแยกกรดแก่ตำมลำดับของควำมแรง ตัวทำละลำยที่เป็ นเบส จะสำมำรถแยกเบสแก่ตำมลำดับของควำมแรง ดังนั้น เบสอ่อนจะกลำยเป็ นเบสแก่เมื่อละลำยอยูใ่ นกรด และกรดอ่อนจะกลำยเป็ น กรดแก่เมื่อละลำยอยูใ่ นเบส จำกรู ปที่ 6.18 จะได้หลักกำรเลือกตัวทำละลำยเพื่อใช้ในกำรทำ reaction ได้และพบว่ำ Inert solvent ที่ไม่เป็ นทั้งกรดและเบส จะทำให้ได้ acid-base behavior ที่มีช่วงกว้ำง เช่น ตัวทำละลำยไฮโดรคำร์บอนมำสำมำรถจำกัดควำมเป็ นกรด-เบสได้เพรำะสำมำรถ ให้ solvent acid หรื อ base species ได้ Superacids สำรละลำยกรดที่มีควำมเป็ นกรดแรงกว่ำ sulfuric acid เรี ยกว่ำ superacids ผูค้ น้ พบโดย George Olah 1994 และควำมเป็ นกรดสำมำรถวิเครำะห์หได้จำก Hammett acidity function: H0 = pKBH+ - log[BH+] [B] โดย B และ BH+ คือ nitroaniline indicator และ conjugate acid ของสำร กรดที่แรงกว่ำ จะให้ค่ำ H0 ที่เป็ นลบสู งขึ้น โดยพบว่ำ sulfuric acid จะมี H0 เท่ำกับ -11.9 และ fuming sulfuric acid (oleum) เตรี ยมได้จำกละลำย SO3 ใน sulfuric acid. สำรละลำยที่มี H2S2O7 และ polysulfuric acids มีควำมแรงของ กรดสู งกว่ำ H2SO4 Lewis superacid ที่เกิดจำก fluoride จะเกิดกำร transfer ของ anion ต่อกำรเกิด complex fluoro anions 2HF + 2SbF5 H2F+ + Sb2F11acid base acid base 2HSO3F acid + 2SbF5 base H2SO3F+ acid + Sb2F10(SO3F)base กรดพวกนี้เป็ น Friedel-Craft actalysts ที่แรง สำหรับ superacid จะมี ควำมเป็ นกรดแรงกว่ำ AlCl3 ซึ่ งเป็ น Friedel-Craft actalysts ที่ใช้กนั ปกติ ส่ วนฟลูออไรด์ตวั อื่น เช่น arsenic, tantalum, niobium และ bismuth สำมำรถ form superacid ได้ นอกจำกนี้ ยงั พบ superacid อื่นๆ เช่น HSO3F-Nb(SO3F)5 และ HSO3F-Ta(SO3F)5 สังเครำะห์ได้จำก กำรออกซิ ไดซ์ niobium และ tantalum ใน สำรละลำย HSO3F โดย S2O6F2