Acide magique
Acide magique | |||
Composants de « l'acide magique ». | |||
Identification | |||
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Nom UICPA | acide fluorosulfurique - pentafluoro-λ5-stibane (1:1) | ||
No CAS | 23854-38-8 | ||
No ECHA | 100.041.727 | ||
No CE | 245-915-8 | ||
Propriétés chimiques | |||
Formule | HF6O3SSbH[SbF5OSO2F] | ||
Masse molaire[1] | 316,822 ± 0,007 g/mol H 0,32 %, F 35,98 %, O 15,15 %, S 10,12 %, Sb 38,43 %, | ||
pKa | −20 | ||
Précautions | |||
SGH[2] | |||
Danger H302 : Nocif en cas d'ingestion H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H331 : Toxique par inhalation H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P305 : En cas de contact avec les yeux : P310 : Appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P338 : Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P351 : Rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. | |||
Transport[2] | |||
Numéro ONU : 2922 : LIQUIDE CORROSIF, TOXIQUE, N.S.A. Classe : 8 Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses ; | |||
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |||
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L’acide magique est un superacide de formule HSO3F·SbF5 et de pKa voisin de −20 résultant du mélange équimolaire d'acide fluorosulfurique HSO3F et de pentafluorure d'antimoine SbF5. On l'appelle « magique » en référence au fait que cet acide est suffisamment fort pour protoner les hydrocarbures, ce qui a été spectaculairement illustré par J. Lukas, un chercheur postdoctoral allemand de l'équipe du chimiste américain George A. Olah (prix Nobel de chimie 1994), qui est parvenu à dissoudre une bougie dans ce mélange.
Propriétés et réactions chimiques
Un mélange HSO3F - SbF5 1:1 conduit à l'espèce chimique HSO3F·SbF5, qui s'ionise presque totalement en H+ et [SbF5OSO2F]− :
- HSO3F·SbF5 → H+ + SbF6− + SO3
avec un pKa inférieur à -20[3] (par comparaison, celui de l'acide sulfurique à 100 % est de l'ordre de -3).
Au contact de l'eau, l'acide magique s'hydrolyse de façon explosive en acide sulfurique H2SO4 et acide fluoroantimonique HSbF6, ce dernier étant le plus fort des superacides connus :
- HSO3F·SbF5 + H2O → H2SO4 + HSbF6
Olah et al. ont publié en mai 1968 la conversion du méthane CH4 en carbocation tert-butyle C+(CH3)3 par l'acide magique à 140 °C[4]. La réaction commence par la protonation du méthane en méthanium CH5+, qui se dissocie immédiatement en hydrogène H2 et méthylium CH3+, ce dernier réagissant à son tour avec le méthane restant :
- CH4 + H+ → CH5+
- CH5+ → H2 + CH3+
- CH3+ + 3 CH4 → C+(CH3)3 + 3 H2
Références
- ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- ↑ a b et c SIGMA-ALDRICH
- ↑ (en) University of Memphis, Department of Chemistry – novembre 2010 « Section 8 Sykes CH5 electron deficient centers. » CHEM 43-6311, page 1.
- ↑ (en) George A. Olah, Richard H. Schlosberg, « Chemistry in super acids. I. Hydrogen exchange and polycondensation of methane and alkanes in FSO3H-SbF5 ("magic acid") solution. Protonation of alkanes and the intermediacy of CH5+ and related hydrocarbon ions. The high chemical reactivity of "paraffins" in ionic solution reactions », Journal of the American Chemical Society, vol. 90, no 10, , p. 2726-2727 (lire en ligne)
DOI 10.1021/ja01012a066
Voir aussi
Articles connexes
Liens externes
- (en) University of Southern California – 8 décembre 1994 « My search for carbocations and their role in chemistry, » par George A. Olah à l'occasion de son prix Nobel.
- (en) George A. Olah, « Crossing Conventional Boundaries in Half a Century of Research », Journal of Organic Chemistry, vol. 70, no 7, , p. 2413-2429 (lire en ligne)
DOI 10.1021/jo040285o
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