Os ácidos mais fortes do mundo

Durante a sua vida, você com certeza deve ter conhecido os ácidos. Dentre eles os fracos como o ácido acético (CH₃COOH), presente no vinagre, e os fortes como o ácido sulfúrico (H₂SO₄). Mas, nos laboratórios, os químicos também trabalham com o que chamam de superácidos, que são incrivelmente corrosivos e perigosos, mas também podem ser a chave para a criação de plásticos melhores e do combate à poluição em cidades do mundo inteiro.

Superácidos são quaisquer ácidos mais fortes do que o ácido sulfúrico 100%. Um exemplo é o ácido perclórico (HClO₄), capaz de doar um íon H⁺ para o ácido sulfúrico, cuja reação está ilustrada na equação química abaixo:

HClO₄ + H₂SO₄ → H₃SO₄⁺ + ClO₄^–

Apesar do ácido perclórico ser considerado um  dos superácidos, a maioria deles possui força da ordem de 10⁷ a 10¹⁹ vezes maior do que a do ácido sulfúrico puro, como o ácido fluoroantimônico (HSbF₆), o ácido mais forte já criado, que atinge um pH de -31,3 e é cerca de 2,0.10¹⁹ vezes mais forte do que o ácido sulfúrico puro. A reação abaixo mostra como ele é formado:

HF + SbF₅ → H⁺ SbF₆^–

Cientistas de Harvard já falavam em superácidos em 1927, mas o seu estudo passou a ter maior relevância a partir de 1960. George Olah, químico húngaro naturalizado estadunidense, ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1994 graças aos seus estudos com carbocátions, intermediários reacionais que possuem um carbono com carga positiva.

Em suas pesquisas, Olah verificou que uma mistura de ácido fluorosulfonico (HSO₃F) com pentafluoreto de antimônio (SbF₅), é capaz de protonar alcanos, criando carbocátions estáveis. A Figura 1 ilustra esse processo:

A estabilização desses carbocátions permitiu que eles fossem utilizados como catalizadores em reações orgânicas além de poder ser estudados com maior profundidade por meio de técnicas como a espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear.

Superácidos também podem ser aplicados na conversão de hidrocarbonetos lineares em ramificados. Hidrocarbonetos lineares de baixa octanagem, em presença de superácidos, são convertidos em hidrocarbonetos ramificados, de maior octanagem, aumentando o rendimento da queima do combustível.

Outros pesquisadores também descobriram alguns superácidos capazes de se ligar aos óxidos de nitrogênio que são liberados no escapamento dos carros, impedindo que esses gases sejam liberados para a atmosfera, reduzindo a ocorrência da chuva ácida.

Ácidos tão fortes como estes dissolvem, vidro e outros materiais orgânicos com muita facilidade. Para armazenar o ácido fluoroantimônico, por exemplo, é preciso utilizar frascos de PTFE (politetrafluoretileno), mais conhecido como Teflon®.

Bibliografia

OLAH, G. A.; SCHLOSBERG, R. H. 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. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 2726−2727.

HELEN, S.; JOOS, L.; PARAC-VOGT, T. N.; SPEYBROECK, V. V.; KIRSCHHOCK, C. E. A.; MARTENS, J. A. Entropy-Driven Chemisorption of NOx on Phosphotungstic Acid. Angewandte Chemie International Edition, 2012, 51, 11010–11013.

HELMENSTINE, A. M. “What Is the World’s Strongest Superacid?” ThoughtCo, 2020. Disponível em <https://www.thoughtco.com/the-worlds-strongest-superacid-603639> Acesso em: 26 de agosto de 2020.