El ácido fluoroantimónico

El ácido fluoroantimónico es el más corrosivo de los llamados super ácidos, una mezcla de fluoruro de hidrógeno y pentafluoruro de antimonio, que contiene varios cationes y aniones (el más simple es H2F+y SbF-6).

Esta sustancia es un superácido que puede ser mil billones de veces más fuerte que el ácido sulfúrico 100% puro, dependiendo de la proporción de sus ingredientes. Se ha demostrado que protona incluso hidrocarburos para producir carbocationes pentacoordinados (iones de carbonio).

Propiedades del ácido fluoroantimónico:

Este ácido es incoloro, tiene una densidad de 2.885 g/cm3 y una solubilidad: SO₂ClF, SO₂, es altamente peligroso pues ademas de ser extremadamente corrosivo, se descompone rápida y explosivamente al contactar con el agua (Hidriolisis violenta). Debido a esta propiedad, el ácido fluoroantimónico no se puede utilizar en solución acuosa. Solo se usa en una solución de ácido fluorhídrico. Adenás desprende vapores altamente tóxicos a medida que aumenta la temperatura, el ácido fluoroantimónico se descompone y genera gas de fluoruro de hidrógeno (ácido fluorhídrico). El ácido fluoroantimónico es 2 × 1019 (20 quintillones) veces más fuerte que el ácido sulfúrico al 100%. El ácido fluoroantimónico tiene un valor H0 (función de acidez de Hammett) de -31,3.
Disuelve el vidrio y muchos otros materiales y protona (ver protonación) casi todos los compuestos orgánicos.

Para que se usa el ácido fluoroantimónico:

Si es tan peligroso, ¿qué motivo llevaría a alguien trabajar con semejante sustancia tóxica y letal?, la razón es que el ácido fluoroantimónico se utiliza en ingeniería química y química orgánica ya que protona casi todos los compuestos orgánicos, lo que a menudo provoca deshidrogenación o deshidratación, independientemente de su disolvente.

Por ejemplo, el ácido se puede usar para eliminar H2 del isobutano y metano del neopentano. Se utiliza como catalizador para alquilaciones y acilaciones en petroquímica. Los superácidos en general se utilizan para sintetizar y caracterizar carbocationes.

 También se utiliza en la fabricación de compuestos de tetraxenonooro.

Reacción entre el ácido fluorihídrico y pentafluoruro de antimonio

La reacción entre el fluoruro de hidrógeno y el pentafluoruro de antimonio que forma ácido fluoroantimónico es exotérmica.

HF + SbF5 → H+ SbF6-

El ion de hidrógeno (protón) se une al flúor a través de un enlace dipolar muy débil. El enlace débil explica la acidez extrema del ácido fluoroantimónico, lo que permite que el protón salte entre los grupos de aniones.

¿Qué hace que el ácido fluoroantimónico sea un superácido?

Un super ácido es cualquier ácido que es más fuerte que el ácido sulfúrico puro, H2SO4. Por más fuerte, significa que un superácido dona más protones o iones de hidrógeno en el agua o tiene una función de acidez de Hammet H0 inferior a -12. La función de acidez de Hammet para el ácido fluorantimónico es H0 = -28.

Seguridad, manipulación y contención

HF/SbF5 es una sustancia extremadamente corrosiva y tóxica que es sensible a la humedad. Como ocurre con la mayoría de los ácidos fuertes, el ácido fluoroantimónico puede reaccionar violentamente con el agua debido a la hidratación exotérmica. Calentar ácido fluoroantimónico también es peligroso, ya que se descompone en gas tóxico de fluoruro de hidrógeno. El principal método de contención y vehiculación del fluido implica el uso de tanques, tuberías y válvulas revestidas en PTFE, ya que ácido fluoroantimónico disuelve el vidrio y muchos otros materiales. Se debe usar equipo de seguridad en todo momento al manipular o acercarse a esta sustancia corrosiva, ya que el ácido fluoroantimónico puede protonar casi todos los compuestos del cuerpo humano.