Acide solide
Un acide solide est un acide qui ne se dissout pas dans le milieu réactionnel. Ils sont souvent employés en catalyse hétérogène.
La plupart des acides solides sont des acides organiques tels que l'acide oxalique HOOC–COOH, l'acide malique HOOC–CH2–CHOH–COOH, l'acide tartrique HOOC–CHOH–CHOH–COOH, l'acide citrique HOOC–CH2–C(COOH)OH–CH2–COOH, etc. Parmi les acides minéraux, on trouve des aluminosilicates tels que des zéolithes, l'alumine, ou des aluminosilico-phosphates, ainsi que la zircone sulfatée SO42−/ZrO2. De nombreux oxydes de métaux de transition sont acides, comme le dioxyde de titane TiO2, le dioxyde de zirconium ZrO2 et le pentoxyde de niobium Nb2O5[1]. Ces acides sont utillisés pour mener des réactions de craquage. De nombreux acides de Brønsted solides sont utilisés dans l'industrie, comme le poly(styrène sulfonate), l'acide phosphorique H3PO4 solide, l'acide niobique Nb2O5·nH2O et les hétéropolyoxométallates[2].
Les acides solides sont utilisés dans de nombreux procédés chimiques industriels allant du craquage catalytique dans le raffinage du pétrole jusqu'à la chimie fine[3]. Ils sont notamment employés pour les réactions d'alkylation, comme la réaction du benzène avec l'éthylène pour donner de l'éthylbenzène. Une autre application est la catalyse d'un réarrangement de Beckmann convertissant l'oxime de cyclohexanone en caprolactame[4]. De nombreuses alkylamines sont préparées par amination d'alcools, catalysée par des acides solides tels que des zéolithes, comme le ZSM-5.
Les acides solides peuvent être utilisés comme électrolyte pour piles à combustible[1].
Notes et références[modifier | modifier le code]
- (en) Dane A. Boysen, Tetsuya Uda, Calum R. I. Chisholm et Sossina M. Haile, « High-Performance Solid Acid Fuel Cells Through Humidity Stabilization », Science, vol. 303, no 5654, , p. 68-70 (PMID 14631049, DOI 10.1126/science.1090920, Bibcode 2004Sci...303...68B, lire en ligne)
- (en) Guido Busca, « Acid Catalysts in Industrial Hydrocarbon Chemistry », Chemical Reviews, vol. 107, no 11, , p. 5366-5410 (PMID 17973436, DOI 10.1021/cr068042e, lire en ligne)
- (en) Hideshi Hattori et Yoshi Ono, Solid Acid Catalysis. From Fundamentals to Applications, 1re éd., CRC Press, 2015. (ISBN 978-9814463287)
- (en) Michael Röper, Eugen Gehrer, Thomas Narbeshuber et Wolfgang Siegel, « Acylation and Alkylation », Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, (DOI 10.1002/14356007.a01_185, lire en ligne)
