O ácido 18-fosfotúngstico, também chamado ácido 18-tungstofosfórico, ácido 18-tungsto-2-fosfórico ou ácido fosfotúngstico Wells-Dawson, é um composto químico de fórmula química ou . Geralmente, cristaliza como um hidrato contendo 28 moléculas de água. É um heteropoliácido baseado em tungstênio contendo fósforo, cuja molécula adota a estrutura de Dawson (diferentemente do ácido 12-fosfotúngstico comum, que adota a estrutura de Keggin). É um sólido cristalino branco e um ácido muito forte, porém menos estável do que o ácido fosfotúngstico Keggin mais comum.
Estrutura miniaturadaimagem|Estrutura de Dawson do ácido 18-tungsto-2-fosfórico. O ácido 18-tungstofosfórico é um cluster complexo que segue a estrutura de Dawson para heteropoliácidos. Esta estrutura pode ser encarada como fruto da união entre duas porções da estrutura de Keggin na qual um dos conjuntos de três octaedros adjacentes em cada uma é removido, e as duas estruturas lacunares resultantes são unidas com perda de moléculas de água e formação de pontes W–O–W no ponto onde os grupos octaédricos foram removidos. A estrutura resultante possui uma forma “oval” alongada, ao contrário da estrutura Keggin que era aproximadamente “esférica”, e contém dois heteroátomos em seu centro ao invés de um. Em torno dos dois grupos fosfatos centrais (que não estão diretamente ligados entre si), ligam-se dezoito grupos octaédricos , que formam uma gaiola em torno dos fosfatos centrais. Cada heteroátomo de fósforo se liga a quatro oxigênios; um oxigênio de cada fosfato, próximo às extremidades do cluster, também se liga a três átomos de tungstênio além do fósforo, enquanto os outros três oxigênios de cada fosfato se liga ao fósforo e a dois tungstênios. Há 36 átomos de oxigênio que atuam como pontes entre dois octaedros de tungstênio adjacentes, bem como 18 oxigênios terminais ligados a cada átomo de tungstênio (formando 12 ligações W=O e 6 ligações W–OH). Os octaedros encontram-se um pouco distorcidos e há forte deslocalização da carga negativa do ânion resultante da desprotonação do ácido, o que faz com que ele tenha uma força ácida muito elevada, podendo ser considerado um superácido.
Síntese
Assim como o ácido 12-fosfotúngstico, esse composto pode ser obtido a partir da reação entre o ácido túngstico (trióxido de tungstênio hidratado) e o ácido fosfórico em condições mais controladas para alcançar a estequiometria correta. Sua reação de formação compete com a formação do ácido 12-fosfotúngstico mais estável e é um tanto desfavorecida.
A reação é efetuada adicionando os ácidos túngstico e fosfórico nas proporções adequadas (2 partes de fosfórico para 18 de túngstico) e levando a mistura ao aquecimento em autoclave sob agitação por algumas horas a cerca de 100°C, ou sob refluxo. O produto é comumente extraído em éter.https://www.mdpi.com/2304-6740/7/2/23
Aplicações
O ácido 18-fosfotúngstico é empregado como um catalisador em vários processos químicos industriais, embora seja menos usado do que o ácido 12-fosfotúngstico mais comum. É utilizado como catalisador ácido heterogêneo em reações de acilação, geralmente suportado sobre sílica mesoporosa ou polímeros para melhor rendimento da reação.https://www.researchgate.net/publication/231646256_Acylating_Capacity_of_the_Phosphotungstic_Wells-Dawson_Heteropoly_Acid_Intermediate_Reactive_Species Um processo ilustrativo é a síntese do éter etil terciobutílico (ETBE) utilizando o composto suportado sobre sílica e dióxido de titânio.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926860X05007520 Também tem sido empregado como fotocatalisador no processo de degradação de corantes residuais, também suportado sobre sílica. O sal de cério(III), , tem sido utilizado na produção do acetato de butila.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1004954113604930. Também é usado como catalisador ácido em reações de desproteção de aldeídos acetalizados.https://www.researchgate.net/publication/233347643_A_Fast_and_Efficient_Deprotection_of_Aldehydes_from_Acylals_Using_a_Wells-Dawson_Heteropolyacid_Catalyst_H6P2W18O62_24H2O
Categoria:Compostos de tungstênio Categoria:Compostos de fósforo