Care este cel mai puternic superacid care există?

Acizii sunt atât periculoși, cât și foarte folositori. Ne ajută să dizolvăm alimentele, să facem produse, să curățăm; servesc practic la orice. Cu toate acestea, există acizi atât de puternici încât ar putea dizolva aproape orice obiect într-un timp foarte scurt, inclusiv corpul nostru. Cel mai puternic acid din lume este acidul fluoroantimonic și, prin urmare, este unul dintre supraacizi. Superacizii sunt atât de puternici încât nici măcar nu sunt măsurați pe scalele obișnuite ale pH-ului sau pKA. În continuare, vă oferim o viziune mai largă asupra acidului fluoroantimonic și a modului în care funcționează.

Ce sunt superacizii și cum funcționează?

Un superacid este un acid care are o aciditate mai mare decât cea a acidului sulfuric pur. Chimiștii descriu puterea superacizilor folosind funcția de aciditate Hammett (H0) sau alte funcții speciale de aciditate. Acest lucru se întâmplă deoarece scala de pH se aplică numai soluțiilor apoase diluate.

Mulți superacizi se formează prin amestecarea unui acid Brønsted și a unui acid Lewis. Acidul Lewis leagă și stabilizează anionul format prin disocierea acidului Brønsted. Acest proces exclude acceptorii de protoni, făcând acidul un donor de protoni.

S-ar putea să auzi că superacizii au protoni „gozi” sau „nelegați”, dar acest lucru nu este adevărat. Acidul furnizează protoni substanțelor care în mod normal nu îi acceptă, dar inițial protonii sunt atașați de moleculele de acid și nu plutesc liber. Cu toate acestea, acești protoni se deplasează rapid de la un acceptor de protoni la altul. Ideea este că un proton are mai multe șanse să se lipească de una dintre celelalte substanțe decât să devină un acid. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când vine vorba de acceptarea protonilor, superacidul este scurt.

Cel mai puternic acid care există

Cel mai puternic acid care există este superacidul numit acid fluoroantimonic. Facem cel mai puternic acid fluoroantimonic amestecând cantități egale de acid fluorhidric (HF) și pentafluorură de antimoniu (HSbF ⁶ ), dar există și alte amestecuri care produc și acest superacid: HF + SbF ₅ → H ⁺ SbF ₆ ^– .

Diferiți cercetători au ajuns la concluzia că acidul fluoroantimonic (HSbF₆) poate fi de miliarde de ori mai acid decât acidul sulfuric 100%. Chiar și acest acid are capacitatea de a dizolva, printre o multitudine de substanțe, sticla. Acest acid special este folosit ca catalizator în reacții chimice pentru biochimie, producția de benzină și fabricarea materialelor sintetice.

Acidul fluoroantimonic este compus din antimoniu, fluor și hidrogen. Legătura slabă dintre ionul de hidrogen și fluor este motivul pentru care acest acid este atât de distructiv și extrem de acid. Aceasta înseamnă, de asemenea, că, de îndată ce acidul fluoroantimonic pierde un proton, începe să elimine electronii din atomi.

Puterea acestui acid este remarcabilă, deci este dificil de depozitat. Dacă ai încerca să-l pui într-o sticlă de sticlă, s-ar dizolva atât sticla, cât și mâna cu care o ții. Acidul poate fi depozitat doar în ceea ce folosim în tigăile antiaderente: teflon sau politetrafluoretilenă. Acest material are cea mai puternică legătură unică din chimia organică între carbon și fluor. Rezultatul? o structură chimică foarte rezistentă.

acizi carborani

Acidul fluorantimonic rezultă dintr-un amestec de acizi, dar acizii carborani H(CHB ₁₁ Cl ₁₁ ) nu sunt formați prin amestecuri, adică sunt un singur acid. Deși natura moleculelor de acid carbonic face dificilă calcularea puterii lor, se crede că Ho a acestor acizi este de cel puțin -18. Acizii carboranici pot fi la fel de puternici ca acidul fluoroantimonic. Sunt singurii acizi capabili să protoneze fulerenul (C ₆₀ ) și dioxidul de carbon (CO ₂ ). În ciuda rezistenței lor, acizii carborani nu sunt corozivi. Nu ard pielea și pot fi depozitate în recipiente obișnuite.

Lista superacizilor

Superacizii au o aciditate mai mare decât acidul sulfuric, care are o activitate Hammett de -11,9 (H0 = -11,9). Prin urmare, superacizii au un H0 < -12. Folosind ecuația Henderson-Hasselbalch, pH-ul acidului sulfuric 12M este negativ. Acum, deși această formulare nu este aplicabilă superacizilor, este posibil să se afirme că pH-ul superacizilor este negativ. Aceasta este lista:

• Acid clorhidric. Acid clorhidric.
• HNO ₃ . Acid azotic.
• H2SO4 . _{_} _ _{_} Acid sulfuric (A nu se confunda cu HSO ₄ care este un acid slab).
• HBr . Acid bromhidric.
• Bună . acid iod.
• HCI04 . _{_} Acid percloric.
• HCI03 . _{_} Acid cloric.

Utilizări ale superacizilor

De ce să folosiți un acid atât de puternic, să nu mai vorbim de unul la fel de toxic și coroziv ca acidul fluoroantimonic? Acești acizi nu sunt folosiți în viața de zi cu zi, nici măcar într-un laborator chimic normal. Ele sunt folosite exclusiv de chimiști organici și ingineri pe compuși care altfel nu ar accepta protoni. Sunt utile și pentru că funcționează în alți solvenți decât apa.

Supraacizii provoacă reacții care sunt utilizate pentru a produce benzină cu un octan ridicat și pentru a sintetiza materialele plastice. Alte utilizări ale superacizilor au loc în producția de substanțe explozive, eteri, alchene, printre altele.

Surse

• Vârful, H. (nd). Acid fluoroantimonic .
• chimie usoara. (2020). Acid fluorantimonic .