L’acido magico è composto da una combinazione di acido fluorosulfonico FSO3H e pentafluoruro di antimonio, ed è considerato un superacido in grado di protonare diversi composti organici sciogliendoli.
Il pentafluoruro di antimonio SbF5, quando si lega ad altri composti acidi, aumenta l’acidità coordinando l’atomo di ossigeno.
La miscela formata dall’acido fluorosulfonico e dal pentafluoruro di antimonio in un rapporto molare di 1:1, che dà origine a HSbF6SO3, mostra caratteristiche acide sorprendenti, in grado di protonare anche deboli accettori di protoni come gli idrocarburi, da qui il nome di acido magico.
Durante un Christmas party negli anni ’60 a cui partecipava il gruppo di ricerca del chimico George Olah, venne scoperto casualmente l’effetto di questa miscela. Joachim Lukas, uno studente del gruppo, notò che una candelina caduta nella soluzione contenente l’acido fluorosulfonico e il pentafluoruro di antimonio si dissolveva, sorprendentemente, nella soluzione.
La cera della candela, costituita principalmente da idrocarburi solidi, si era inaspettatamente disciolta nell’acido, che dimostrava così un’elevata acidità. Analisi spettroscopiche mostrarono la presenza del catione t-butilico, suggerendo che la catena paraffinica della cera fosse stata spezzata e isomerizzata. Questa scoperta portò il professor Olah a ricevere il Premio Nobel nel 1994 per le sue innovative ricerche sulla chimica dei carbocationi.
Struttura dell’acido magico
Il pentafluoruro di antimonio è un forte acido di Lewis che forma addotti anche con basi di Lewis deboli come SO3F-. I complessi fluoroanionici che ne derivano sono estremamente stabili e possono protonare basi deboli, inclusi gli idrocarburi saturi, permettendo la conversione di catene lineari in ramificate. Il metano, ad esempio, reagisce con l’acido magico producendo CH5+ e altri cationi a maggiore peso molecolare come sottoprodotti a 140°C. Il metano funge da base secondo la teoria di Brønsted-Lowry, accettando protoni e generando il carbocatione CH3+.
