Міцна, але ніжна

карборановая кислотаУ 2004 році в Університеті Каліфорнії синтезована суперкислота, яка у багато разів сильніше концентрованої сульфатної кислоти. Парадокс полягає в тому, що ця кислота абсолютно не агресивна по відношенню до матеріалів.
Вивчення карборанової кислоти показує, що традиційні сильні кислоти значно відрізняються від суперкислот. Карборанова кислота має несподівано високу підвищену кислотність в слабо основних органічних розчинниках. (Рис. 1)
.
Рисунок2

Рисунок 1. Шкала відносної кислотності речовин

Карборанова кислота відрізняється незвично високою хімічною стабільністю. Це суперкислота, яку можна зберігати в скляних пляшках. Як і всі кислоти, нова речовина взаємодіє з іншими сполуками, віддаючи їм позитивно заряджений іон водню. Однак негативно заряджений аніон, що залишаєтья, дуже стабільний тому характеризується низькою окисно-відновною активністю і не вступає далі в реакцію.
Але саме ця вторинна реакція досить істотна при корозії. Наприклад, плавикова кислота роз’їдає скло, яке в основному складається з діоксиду силіцію, завдяки тому, що її негативно заряджений аніон фтору атакує Силіцій, а її катіон Гідрогену взаємодіє з Оксигеном.
Нова кислота – її формула Н (CHB11Cl11) – відмінний донор катіона Гідрогену, що і визначає “силу” кислоти. У її розчині цих іонів набагато більше, ніж у сульфатної або нітратної кислотах. При цьому аніон карборанової кислоти має просторову структуру ікосаедр (двадцятигранник). Така структура – найбільш стабільна з існуючих в хімії груп атомів, що і пояснює корозійну інертність кислоти.
Надто сильна кислота не просто нова речовина, що захоплює її творців, вона може бути досить корисною з практичної точки зору.
Суперкислоти, кислотність вище, ніж 100% H2SO4, широко визнані в якості гарного середовища для стабілізації реактивних катіонів (наприклад, CR3 +, S82+, НСО+, N5+, AuXe42+ тощо)
У попередніх експериментах було показано, що карборанова кислота досить сильна для протонування алканів. Тому її можна використовувати як каталізатор в реакціях крекінгу вуглеводнів, синтезу лікарських препаратів. Також вона  може бути потенційно корисною в таких галузях, як розробка спеціальних матеріалів і обробки органічних відходів.
А поки в планах дослідників використовувати отриману кислоту для приєднання водню до атомів інертного газу ксенону. Навіщо? Просто це дуже привабливе завдання: примусити суперкислоту прореагувати з інертним газом.
За матеріалами матеріалами
Carborane acids. New ‘‘strong yet gentle’’ acids for organic and inorganic chemistry Christopher A. Reed Received (in Cambridge, UK) 5th October 2004, Accepted 8th February 2005 First published as an Advance Article on the web 25th February 2005 DOI: 10.1039/b415425h. http://www.reedgrouplab.ucr.edu/
Издания: “Nature”, http://www.nature.com/

You may also like...

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься.

*