Acide de Caro

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 hydrogénopersulfate HSO₅⁻ et persulfate SO₅²⁻.

Identification
Acide de Caro


Nom UICPA	acide peroxymonosulfurique
N^o CAS	7722-86-3
N^o ECHA	100.028.879
N^o CE	231-766-6
PubChem	2754594
SMILES	S1(=O)(=O)OOOO1 PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/O6S/c1-7(2)5-3-4-6-7
Propriétés chimiques
Formule	H₂O₅SH₂SO₅
Masse molaire[1]	114,078 ± 0,007 g/mol H 1,77 %, O 70,12 %, S 28,11 %,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Histoire

L'acide de Caro a été décrit pour la première fois par le chimiste allemand Heinrich Caro (également codécouvreur 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 HSO₃Cl et du peroxyde d'hydrogène H₂O₂ :

HSO₃Cl + H₂O₂

\rightleftharpoons

H₂SO₅ + HCl.

À l'échelle industrielle, on le produit en réalisant un mélange piranha, c'est-à-dire un mélange d'acide sulfurique H₂SO₄ et de peroxyde d'hydrogène H₂O₂ :

H₂SO₄ + H₂O₂

\rightleftharpoons

H₂SO₅ + H₂O.

Les proportions en acide sulfurique et en peroxyde d'hydrogène peuvent varier. Traditionnellement on utilise un rapport 5 / 2 de H₂SO₄ à 93 % et de H₂O₂ à 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 :

H₂SO₅ + CN⁻ → H₂SO₄ + OCN⁻.

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

H₂O₂ + CN⁻ → H₂O + OCN⁻.

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

Notes et références

Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

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