Acide fluoroantimonique

Acide fluoroantimonique
Image illustrative de l’article Acide fluoroantimonique
Identification
Nom UICPA acide fluoroantimonique
Synonymes

acide hexafluoroantimonique.

No CAS 16950-06-4
No ECHA 100.037.279
No CE 241-023-8
PubChem 6337100
SMILES
InChI
Apparence liquide visqueux incolore
Propriétés chimiques
Formule HF6SbHSbF6
Masse molaire[1] 236,758 ± 0,001 g/mol
H 0,43 %, F 48,15 %, Sb 51,43 %,
pKa -25 à -30 selon les auteurs
Propriétés physiques
T° ébullition décomposition
Solubilité décomposition
Précautions
SGH[2]
SGH05 : CorrosifSGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Attention
H302, H332, H411 et P273
Transport[2]
-
   2922   
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier 

L’acide fluoroantimonique est un mélange en proportions variables de fluorure d'hydrogène et de pentafluorure d'antimoine[3]. La combinaison 1:1 de ce mélange, de formule chimique HSbF6, correspond au superacide connu le plus fort, capable de protoner même des hydrocarbures en carbocations[4].

La réaction du fluorure d'hydrogène HF et du pentafluorure d'antimoine SbF5 est exothermique. HF libère l'ion H+ et sa base conjuguée F− est séquestrée par un ou plusieurs SbF5 pour conduire à l'ion octaédrique [SbF6]−. Cet anion est non coordinant dans la mesure où il est à la fois très faiblement nucléophile et très faiblement basique.

Réaction SbF5 + HF → H+ + [SbF6]−.

Le proton de l'ion H+ du système HF + SbF5 à 1:1 est presque totalement libre, ce qui explique son acidité extrême : l'acide fluoroantimonique HSbF6 est 2 × 1019 fois plus fort que l'acide sulfurique H2SO4 à 100 %.

Cet acide est si fort qu'il peut protoner pratiquement n'importe quel composé organique. Bickel et Hogeveen ont montré en 1967 qu'un mélange équimolaire HF + SbF5 libère H2 à partir d'isobutane HC(CH3)3 et CH4 à partir de néopentane C(CH3)4[5],[6] :

HC(CH3)3 + H+ → C+(CH3)3 + H2
C(CH3)4 + H+ → C+(CH3)3 + CH4

Deux composés obtenus à partir de mélanges HF + SbF5 ont été cristallisés et analysés par diffractométrie de rayons X. Il s'agit des sels [H2F+][Sb2F11−] et [H3F2+][Sb2F11−], dont l'anion est [Sb2F11−][7], la structure duquel a ainsi pu être déterminée.

L'acide fluoroantimonique est décomposé de façon explosive par l'eau et réagit avec pratiquement tous les solvants[4], hormis le fluorure de chlorosulfonyle SO2ClF et le dioxyde de soufre SO2, ainsi que les chlorofluorocarbones.

Il doit être stocké dans des récipients en polytétrafluoroéthylène (PTFE).

Notes et références

  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ a b et c SIGMA-ALDRICH
  3. ↑ (en) « Hydrogen Fluoride–Antimony(V) Fluoride », e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2004.
  4. ↑ a et b (en) George Andrew Olah, « A life of magic chemistry: autobiographical reflections of a nobel prize winner », John Wiley and Sons, 2001, p. 100–101. (ISBN 978-0-471-15743-4).
  5. ↑ (en) H. Hogeveen et A. F. Bickel, « Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: electrophilic substitution at alkane-carbon by protons », Chemical Communications (London), no 13,‎ , p. 635-636 (DOI 10.1039/C19670000635, lire en ligne).
  6. ↑ (en) A. F. Bickel, C. J. Gaasbeek, H. Hogeveen, J. M. Oelderik et J. C. Platteeuw, « Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: reversible reaction between aliphatic carbonium ions and hydrogen », Chemical Communications (London), no 13,‎ , p. 634-635 (DOI 10.1039/C19670000634, lire en ligne).
  7. ↑ (en) Dietrich Mootz, Klemens Bartmann, « The Fluoronium Ions H2F⊕ and H3F⊕2: Characterization by Crystal Structure Analysis », Angewandte Chemie – International Edition in English, vol. 27, no 3,‎ , p. 391-392 (DOI 10.1002/anie.198803911, lire en ligne).

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