L’acide le plus puissant au monde est l’acide fluoroantimonique, l’un des superacides. Les superacides sont si puissants qu’ils ne sont même pas mesurés à l’aide des échelles régulières de pH ou de pKa. Voici un aperçu de l’acide fluoroantimonique et d’autres superacides et de leur fonctionnement.
Que Sont Les Superacides ?
Un superacide est un acide fort avec une acidité supérieure à celle de l’acide sulfurique pur. Les chimistes décrivent la force des superacides en utilisant la fonction d’acidité de Hammett (H0) ou d’autres fonctions d’acidité spéciales car l’échelle de pH ne s’applique qu’aux solutions aqueuses diluées.
Fonctionnement des superacides
De nombreux superacides se forment en mélangeant un acide de Brønsted et un acide de Lewis. L’acide de Lewis lie et stabilise l’anion formé par dissociation de l’acide de Brønsted. Cela élimine un accepteur de protons, ce qui fait de l’acide un meilleur donneur de protons.
Vous pouvez entendre que les superacides ont des protons « nus » ou « non liés », mais ce n’est pas vrai. L’acide donne des protons à des substances qui normalement ne les acceptent pas, mais au départ, les protons sont liés à des molécules de l’acide et ne flottent pas librement. Cependant, ces protons se déplacent rapidement entre un accepteur de protons et le suivant. Ce qui se passe, c’est que le superacide est un accepteur de protons extrêmement pauvre. Il est donc plus facile pour un proton de se fixer à l’autre substance que de retourner à l’acide.
L’acide le plus puissant au monde
L’acide le plus puissant au monde est le superacide appelé acide fluoroantimonique (HSbF6). Il est plus d’un milliard de fois plus fort que l’acide sulfurique pur. En d’autres termes, l’acide fluoroantimonique donne des protons environ un milliard de fois mieux que l’acide sulfurique.
Le mélange de quantités égales de fluorure d’hydrogène (HF) et de pentafluorure d’antimoine (HSbF6) produit l’acide fluoroantimonique le plus puissant, mais d’autres mélanges donnent également un superacide.
HF + SbF5 → H + SbF6 –
L’acide fluoroantimonique est une substance désagréable. Il est très corrosif et dégage des vapeurs toxiques. Il se décompose de manière explosive dans l’eau, il ne trouve donc son utilisation que dans des solutions d’acide fluorhydrique. L’acide fluoroantimonique se décompose avec la chaleur pour libérer du gaz fluorure d’hydrogène. L’acide protonate le verre, la plupart des plastiques et les tissus humains.
L’acide carborane
L’acide fluoroantimonique résulte d’un mélange d’acides, mais les acides carboranes sont des acides solitaires. Le H0 des acides carboranes est d’au moins -18, mais la nature de la molécule d’acide rend difficile le calcul de sa force. Les acides carboranes peuvent être encore plus forts que l’acide fluoroantimonique. Ce sont les seuls acides capables de protoner le C60 et le dioxyde de carbone. Malgré leur force, les acides carboranes ne sont pas corrosifs. Ils ne brûlent pas la peau et peuvent être stockés dans des récipients ordinaires.
Liste des Superacides
Les superacides ont une acidité supérieure à l’acide sulfurique, qui a une activité de Hammett de -11,9 (H0 = -11,9). Ainsi, les superacides ont H0 < -12. Le pH de l’acide sulfurique de 12 M est négatif en utilisant l’équation de Henderson-Hasselbalch. Bien que l’équation utilise des hypothèses qui ne s’appliquent pas aux superacides, on pourrait dire que les superacides ont tous des valeurs de pH négatives.
| Nom | Formule | H0 |
| Acide fluoroantimonique | HF:SbF5 | Between -21 and -23 |
| Magic acid | HSO3F:SbF5 | -19.2 |
| Carborane acids | H(HCB11X11) | around -18 |
| Fluoroboric acid | HF:BF3 | -16.6 |
| Fluorosulfuric acid | FSO3H | -15.1 |
| Hydrogen fluoride | HF | -15.1 |
| Trifluoromethanesulfonic acid (Triflic acid) | CF3SO3H | -14.9 |
| Acide perchlorique | HClO4 | -13 |
| Acide sulfurique | H2SO4 | -11.9 |
Comment les Superacides sont-ils stockés?
Il n’y a pas de contenant unique pour les superacides. Il est sûr de stocker les acides carboranes dans du verre. L’acide fluorosulfurique et l’acide fluoroantimonique se nourrissent à travers le verre et le plastique normal. Ils nécessitent des récipients en polytétrafluoréthylène (téflon). La combinaison du carbone et du fluor protège contre les attaques acides.
Utilisations des acides les plus forts
Pourquoi quelqu’un utiliserait-il un acide aussi fort, encore moins un acide aussi toxique et corrosif que l’acide fluoroantimonique? Ces acides ne sont pas utilisés dans la vie quotidienne ni même dans un laboratoire de chimie normal. Ils trouvent plutôt une utilisation en chimie organique et en génie chimique pour protoner des composés qui n’acceptent normalement pas les protons. En outre, ils sont utiles car ils fonctionnent dans des solvants en plus de l’eau.
Les superacides sont des catalyseurs en pétrochimie. Les formes solides d’acides alkylent le benzène avec le propène et l’éthène et l’acylate de chlorobenzène. Des réactions comme celle-ci aident à produire de l’essence à indice d’octane élevé et à synthétiser des plastiques. Les superacides sont utilisés pour fabriquer des explosifs, fabriquer des éthers et des oléfines, graver du verre, isomériser des hydrocarbures et stabiliser des carbocations.