L’acido più forte del mondo-I superacidi

L’acido più forte del mondo è l’acido fluoroantimonico, uno dei superacidi. I superacidi sono così potenti che non vengono nemmeno misurati usando le normali scale pH o pKa. Ecco uno sguardo all’acido fluoroantimonico e ad altri superacidi e come funzionano.

Cosa sono i superacidi?

Un superacido è un acido forte con un’acidità maggiore di quella dell’acido solforico puro. I chimici descrivono la forza superacida facendo uso della funzione di acidità di Hammett (H0) o di altre funzioni speciali dell’acidità perché la scala di pH si applica soltanto alle soluzioni acquose diluite.

Come funzionano i superacidi

Molti superacidi si formano mescolando un acido di Brønsted e un acido di Lewis. L’acido di Lewis lega e stabilizza l’anione formato dalla dissociazione dell’acido di Brønsted. Questo rimuove un accettore di protoni, rendendo l’acido un donatore di protoni migliore.

Potresti sentire che i superacidi hanno protoni “nudi” o “non legati”, ma questo non è vero. L’acido dona protoni a sostanze che normalmente non li accettano, ma inizialmente i protoni sono legati a molecole nell’acido e non fluttuano liberi. Tuttavia, questi protoni si muovono rapidamente tra un accettore di protoni e il successivo. Quello che succede è che il superacido è un accettore di protoni estremamente povero. Quindi, è più facile per un protone attaccarsi all’altra sostanza che tornare all’acido.

Acido più forte del mondo

L’acido più forte del mondo è il superacido chiamato acido fluoroantimonico (HSbF6). È più di un miliardo di volte più forte dell’acido solforico puro. In altre parole, l’acido fluoroantimonico dona protoni circa un miliardo di volte meglio dell’acido solforico.

La miscelazione di quantità uguali di fluoruro di idrogeno (HF) e pentafluoruro di antimonio (HSbF6) rende l’acido fluoroantimonico più potente, ma anche altre miscele producono un superacido.
HF + SbF5 → H + SbF6 –

L’acido fluoroantimonico è roba brutta. È altamente corrosivo e rilascia vapori tossici. Si decompone in modo esplosivo in acqua, quindi trova uso solo in soluzioni di acido fluoridrico. L’acido fluoroantimonico si decompone con il calore per rilasciare gas fluoruro di idrogeno. L’acido protonati vetro, la maggior parte delle materie plastiche, e tessuto umano.

Gli acidi carborani

L’acido fluoroantimonico deriva da una miscela di acidi, ma gli acidi carborani sono acidi soli. L’H0 degli acidi carborani è almeno -18, ma la natura della molecola acida rende difficile calcolare la sua forza. Gli acidi carborani possono essere anche più forti dell’acido fluoroantimonico. Sono gli unici acidi in grado di protonare C60 e anidride carbonica. Nonostante la loro forza, gli acidi carborani non sono corrosivi. Non bruciano la pelle e possono esser immagazzinati in contenitori ordinari.

Elenco dei superacidi

I superacidi hanno un’acidità maggiore dell’acido solforico, che ha un’attività Hammett di -11,9 (H0 = -11,9). Quindi, i superacidi hanno H0 < -12. Il pH dell’acido solforico 12M è negativo utilizzando l’equazione di Henderson-Hasselbalch. Mentre l’equazione utilizza ipotesi che non si applicano ai superacidi, si potrebbe dire che i superacidi hanno tutti valori di pH negativi.

Come Sono Superacidi Memorizzati?

Non esiste un materiale contenitore adatto a tutti i superacidi. È sicuro conservare gli acidi carborani nel vetro. L’acido fluorosolfurico e l’acido fluoroantimonico mangiano attraverso il vetro e la plastica normale. Richiedono contenitori di politetrafluoroetilene (Teflon). La combinazione di carbonio con fluoro protegge dall’attacco acido.

Usi degli acidi più forti

Perché qualcuno dovrebbe usare un acido così forte, molto meno uno tossico e corrosivo come l’acido fluoroantimonico? Questi acidi non sono utilizzati nella vita quotidiana o anche in un normale laboratorio di chimica. Piuttosto, trovano uso nella chimica organica e nell’ingegneria chimica per protonare composti che normalmente non accettano protoni. Inoltre, sono utili perché lavorano in solventi oltre all’acqua.

I superacidi sono catalizzatori della petrolchimica. Forme solide di acidi alchilati benzene con propene ed etene e acilato clorobenzene. Reazioni come questa aiutano a produrre benzina ad alto numero di ottano e sintetizzano la plastica. I superacidi sono usati per fabbricare esplosivi, produrre eteri e olefine, incidere il vetro, isomerizzare gli idrocarburi e stabilizzare i carbocationi.