Forscher an der University of California, Riverside haben die weltweit stärkste Säure entdeckt. Bemerkenswert ist auch die sanfteste Säure. Diese ungiftige und nicht-korrosiven Säure kann eine Rolle in Prozessen wie der Verbesserung der Qualität von Benzin, die Entwicklung von Polymeren und Synthese von Pharmazeutika.
Wie also kann eine Säure stark und sanft? Die Antwort liegt in der Art, Chemiker definieren die Stärke einer Säure. Säure-Stärke ist die Fähigkeit einer Säure zu einer Wasserstoff-Ionen (H), um grundlegende Moleküle hinzuzufügen. Auf der anderen Seite hat Korrosivität sehr viel mit der Art der negativ geladenen Teil einer Säure, die immer begleitet H zu tun.
Zum Beispiel löst Fluorwasserstoffsäure (chemische Formel HF) Glas, weil das Fluorid (F) einen Teil der Säure greift die Silicium-Atom in Quarzglas zur gleichen Zeit, dass H ein Sauerstoffatom Angriffe nach UC Riverside Distinguished Professor of Chemistry, Christopher Reed einer der Autoren der Ergebnisse.
Ein weiteres Beispiel ist die Wahl einer Säure zu Kalkablagerungen aus dem Inneren eines Kupferkessel sauber, betonte er. Der kluge Hausbesitzer entscheidet Salzsäure nicht Salpetersäure, weil das Chlor Teil der Salzsäure nicht angreift Kupfer, während das Nitrat Teil Salpetersäure würde den Kessel in ein Chaos von giftigen braunen Dämpfe aufzulösen.
Die Ergebnisse wurden in den 11 Oktober Ausgabe der Angewandten Chemie in einem Papier mit dem Titel "The Strongest isolierbare Säure", mit Reed, UCR Kollegen Mark Juhasz, Stephan Hoffmann und Kee-Chan Kim Co-Autor und Evgenii Stoyanov der Boreskov Institut veröffentlicht of Catalysis in Novosibirsk, Russland.
Der neue "starke-nicht-sanfte" Säuren nennt man Carboransäuren. Das Geheimnis ihrer Stärke ist zweifach. Am wichtigsten ist, ist das Carboran Teil der Säure eine extrem schwache Base (dh schwach alkalisch), schwächer als die Fluorosulfat Teil Fluorschwefelsäure, die den bisherigen Rekordhalter für die stärkste Säure wurde. Zweitens haben Carborane außergewöhnliche chemische Stabilität.
Sie haben eine ikosaedrischen Anordnung von elf Bor-Atome und ein C-Atom, das ist wahrscheinlich die meisten chemisch stabilen Cluster von Atomen in all der Chemie, nach Reed. Dies bedeutet, dass das Carboran Teil der Säure kann nicht in die Chemie der Korrosion und Zersetzung zu beteiligen, dass Fluorid und Nitrat zeigen in Flusssäure und Salpetersäure. Als Ergebnis Carboransäuren kann Wasserstoffionen bis schwach basischen Molekülen hinzuzufügen, ohne die oft empfindlichen positiv geladene Moleküle, die formed.This ist die Essenz ihrer starken und doch sanft-Qualitäten sind, fügte Reed.
Beispiele für Moleküle, die ein Wasserstoff-Ion hinzu und sind mit einem Carboran als die negativ geladenen Teil des Produkts stabilisiert sind Benzol zu Benzeniumion-, C60 geben zu geben "protonierten Buckyball" und Alkenen zu Carbokationen zu geben.
Keines dieser positiv geladenen Molekülen sei "in einer Flasche put" bei Raumtemperatur vor, weil die Säuren verwendet sie vorher zersetzen würde. Die starke und doch sanfte-Carboransäuren diese Schwierigkeit zu überwinden, so dass Chemiker, einen genaueren Blick auf wichtige Moleküle, deren Existenz in der Regel flüchtig zu nehmen, sagte Reed. Angesäuert Moleküle sind wichtige kurzlebige Zwischenprodukte in einer Vielzahl von Säure-katalysierten chemischen Umwandlungen einschließlich der Verdauung der Nahrung, Benzin Verbesserung, Polymer-Formation und der Synthese von Pharmazeutika.