Qual è il superacido più forte del mondo?

Potresti pensare che l'acido nel sangue alieno nel film popolare sia piuttosto inverosimile, ma la verità è che c'è un acido che è ancora più corrosivo! Scopri il superacido più forte della parola: acido fluoroantimonico. 

Superacido più forte

Il superacido più forte del mondo è l'acido fluoroantimonico, HSbF₆. Si forma mescolando acido fluoridrico (HF) e pentafluoruro di antimonio (SbF₅). Varie miscele producono il superacido, ma mescolando rapporti uguali tra i due acidi si produce il superacido più forte che l'uomo conosca.

Proprietà dell'acido fluoroantimonico Superacido

• Si decompone rapidamente ed esplosivamente al contatto con l'acqua. A causa di questa proprietà, l'acido fluoroantimonico non può essere utilizzato in soluzione acquosa. È usato solo in una soluzione di acido fluoridrico.
• Evolve vapori altamente tossici. All'aumentare della temperatura, l'acido fluoroantimonico si decompone e genera gas fluoruro di idrogeno (acido fluoridrico).
• L'acido fluoroantimonico è 2 × 10¹⁹ (20 quintilioni) volte più forte dell'acido solforico al 100%. L'acido fluoroantimonico ha una H₀ (Funzione di acidità di Hammett) valore di -31.3.
• Scioglie il vetro e molti altri materiali e protona quasi tutti i composti organici (come qualsiasi cosa nel tuo corpo). Questo acido è immagazzinato in contenitori di PTFE (politetrafluoroetilene).

A cosa serve?

Se è così tossico e pericoloso, perché qualcuno dovrebbe voler avere acido fluoroantimonico? La risposta sta nelle sue proprietà estreme. L'acido fluoroantimonico viene utilizzato nell'ingegneria chimica e chimica organica per protonare i composti organici, indipendentemente dal loro solvente. Ad esempio, l'acido può essere usato per rimuovere H₂ da isobutano e metano da neopentano. È usato come catalizzatore per alchilazioni e acilazioni in petrolchimica. I superacidi in generale vengono utilizzati per sintetizzare e caratterizzare i carbocationi.

Reazione tra acido fluoridrico e pentafluoruro di antimonio

La reazione tra acido fluoridrico e pentrafluoruro di antimonio che forma acido fluoroantimonico è esotermica.

HF + SbF₅ → H⁺ SbF₆^-

Lo ione idrogeno (protone) si attacca al fluoro attraverso un legame dipolare molto debole. Il legame debole spiega l'estrema acidità dell'acido fluoroantimonico, consentendo al protone di saltare tra i cluster di anioni.

Cosa rende l'acido fluoroantimonico un superacido?

Un superacido è qualsiasi acido che è più forte dell'acido solforico puro, H₂COSÌ₄. Più forte, significa che un superacido dona più protoni o ioni idrogeno in acqua o ha una funzione di acidità di Hammet H₀ inferiore a -12. La funzione di acidità di Hammet per l'acido fluorantimonico è H₀ = -28.

Altri superacidi

Altri superacidi includono i superacidi carborani [ad es. H (CHB₁₁Cl₁₁)] e acido fluorosolfurico (HFSO₃). I superacidi carborani possono essere considerati l'acido solista più forte del mondo, poiché l'acido fluoroantimonico è in realtà una miscela di acido fluoridrico e pentafluoruro di antimonio. Carborane ha un valore di pH di -18. A differenza dell'acido fluorosolfurico e dell'acido fluoroantimonico, gli acidi carborano sono così non corrosivi che possono essere manipolati a pelle nuda. Il teflon, il rivestimento antiaderente che si trova spesso sulle pentole, può contenere carborante. Anche gli acidi carborani sono relativamente rari, quindi è improbabile che uno studente di chimica ne incontri uno.

Takeaways chiave superacidi più forti

• Un superacido ha un'acidità maggiore di quella dell'acido solforico puro.
• Il superacido più forte del mondo è l'acido fluoroantimonico.
• L'acido fluoroantimonico è una miscela di acido fluoridrico e pentafluoruro di antimonio.
• I superacidi carbonani sono gli acidi solisti più forti.

fonti

• Hall NF, Conant JB (1927). "Uno studio di soluzioni superacide". Journal of American Chemical Society. 49 (12): 3062 & ndash, 70. doi: 10.1021 / ja01411a010
• Herlem, Michel (1977). "Le reazioni nei media superacidi sono dovute a protoni o a potenti specie ossidanti come SO3 o SbF5?". Chimica pura e applicata. 49: 107-113. doi: 10,1351 / pac197749010107