Acide persulfurique

Acide de Caro

Acide de Caro
Général
No CAS	7722-86-3
PubChem	2754594
SMILES	S1(=O)(=O)OOOO1 eMolecules PubChem
InChI	InChI=1/O6S/c1-7(2)5-3-4-6-7
Propriétés chimiques
Formule brute	H2O5SH2SO5
Masse molaire	114,078 g∙mol-1 H 1,77 %, O 70,12 %, S 28,11 %,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'acide de Caro ou acide peroxymonosulfurique ou persulfurique est un puissant oxydant et acide fort de formule brute H₂SO₅. Il est la source des anions hydrogénopersulfates HSO₅^- et persulfates SO₅^2-

Histoire

L'acide de Caro a été décrit pour la première fois par le chimiste allemand Heinrich Caro (également co-découvreur de la synthèse de l'indigo).

Synthèse

Il existe deux voies principales de synthèse de l'acide de Caro :

• En laboratoire, il peut être produit par mélange de l'acide chlorosulfurique (ClSO₂OH) et du peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) ;

$\mathrm{ClSO_2OH} + \mathrm{H_2O_2} \quad\Longleftrightarrow\quad \mathrm{H_2SO_5} + \mathrm{HCl}$

• à l'échelle industrielle, on le produit en faisant un mélange piranha c'est-à-dire un mélange d'acide sulfurique (H₂SO₄) et de peroxyde d'hydrogène.

$\mathrm{H_2SO_4} + \mathrm{H_2O_2} \quad\Longleftrightarrow\quad \mathrm{H_2SO_5} + \mathrm{H_2O}$

Les proportions en acide sulfurique et en peroxyde d'hydrogène peuvent varier. Traditionnellement on utilise un rapport 2,5 / 1 de H₂SO₄ (93 %) / H₂O₂ (70 %). On obtient alors un équilibre entre les différents réactifs et produits qui peut être désiré (voir utilisations).

L'acide de Caro étant instable, il est souvent produit directement sur le site de son utilisation.

Utilisations

L'acide de Caro est principalement utilisé en tant que nettoyant, pour enlever les molécules organiques des substrats. Il permet également d'hydrolyser diverses surfaces et les rendre hydrophiles.

Il est fréquemment utilisé dans l'industrie microélectronique pour nettoyer les wafers de silicium car il a l'avantage sur l'acide chromique de ne pas contaminer les surfaces qu'il nettoie avec des métaux lourds.

En laboratoire, on s'en sert pour nettoyer la verrerie quand celle-ci a été contaminée par des molécules organiques.

Il est également utilisé dans les mines d'or pour détruire les cyanures en les transformant en cyanates :

$\mathrm{H_2SO_5} + \mathrm{CN^-} \quad\longrightarrow\quad \mathrm{H_2SO_4}+\mathrm{CNO^-}$

En outre, le peroxyde d'hydrogène contenu dans le mélange réagit lui aussi, bien que plus lentement :

$\mathrm{H_2O_2} + \mathrm{CN^-} \quad\longrightarrow\quad \mathrm{H_2O}+\mathrm{CNO^-}$

Cette réaction est très rapide et dure moins d'une minute et permet de diminuer les rejets de cyanure des mines d'or en dessous des concentrations minimales tolérées. De plus, il s'agit d'une solution particulièrement économique car les produits utilisés pour le synthétiser sont peu onéreux et le procédé très simple à mettre en œuvre.

Voir aussi

• Mélange piranha

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