Từ thời cổ Ai Cập, con người đã biết đến dấm (axit axetic). Đến thế kỷ 17, người ta đã phát hiện thêm axit clohydric HCl, axit nitric HNO3, axit sunfuric H2SO4… cho tới ngày nay, mọi người đã biết tới rất nhiều loai axit. Chúng đều có tính ăn mòn mãnh liệt. Hầu hết các kim loại đều phải “khuất phục” chỉ trừ mỗi vàng.
Tuy vậy, thời “vàng không sợ axit” cũng không kéo dài được lâu. Các nhà khoa học nhận ra là nếu đem HNO3 đặc và HCl đặc pha vào nhau theo tỉ lệ 1 : 3 (thể tích) thì sẽ thu được hỗn hợp axit có tính axit mạnh hơn rất nhiều, nó có thể hoà tan được vàng. Vì vậy, không có gì lạ khi gọi nó là “vua trong các loại axit”, hoặc “nước vua”.
Trong một thời gian dài, người ta cho rằng axit mạnh nhất là nước vua, không thể có axit nào mạnh hơn. Vào một buổi chiều của ngày lễ noel, từ phòng thí nghiệm của Đại học California, nước Mĩ lại truyền ra một tin gây chấn động mọi người: người ta phát hiện ra một dung dịch kì lạ có thể hoà tan nến – một chất có tính ổn định phi thường. Dung dịch kì lạ đó là dung dịch 1 : 1 của SbF3.HSO3F.
Nến là chất không tác dụng với axit, kiềm mạnh, thậm chí cả chất oxi hoá mạnh, nhưng lại bị dung dịch 1 : 1 của SbF3.HSO3F làm cho “tan xương nát thịt”. Vị giáo sư đã phát hiện ra dung dịch này rất ngạc nhiên, ông đã gọi đó là “axit ma quỷ”, về sau gọi nó là “axit siêu mạnh”. Việc phát hiện ra axit này lại dấy lên ngọn lửa hưng phấn của mọi người đối với các nhà hoá học tìm thêm được rất nhiều axit siêu mạnh mới, ở dạng lỏng như: HF.SbF5, TaF5.HSO3F… ở dạng rắn như: SbF6, SO2ZnO, SbF5.Al2O3… Chúng đều có tính chất tương tự dung dịch SbF5.HSO3F 1 : 1. Ví dụ như axit siêu mạnh HF.SbF5 ở nồng độ 1 : 0,3 có tính chất axit mạnh hơn H2SO4 đặc với 10 vạn lần và ở nồng độ 1 : 1 thì tính axit mạnh hơn tới 1 triệu lần.
Do tính axit và tính ăn mòn kì lạ, axit siêu mạnh có thể giúp một số phản ứng về cơ bản không thể thực hiện trong lĩnh vực hóa học trước đây trở nên có thể thực hiện được một cách thuận lợi. Ví dụ như C4H10 dưới tác dụng của axit siêu mạnh có thể đứt liên kết C-H, C-C tạo ra H2, CH4… và còn có thể phát sinh sự thay đổi cấu tạo thành butan ở dạng không chính tắc nữa.
Về nguyên nhân làm cho chúng có tính axit mạnh đến thế vẫn còn là một bí ẩn. Theo các thuyết điện li của Arernius hay của Bronsted thì phân tử axit phải có H linh động, nhưng trong mấy loại axit siêu mạnh đã phát hiện có loại không chứa nguyên tố hydro… Vậy không thể dùng thuyết điện li để nhận biết đó là axit mạnh được. Khi đó, người ta nhớ đến axit – bazo của Lewis; axit là chất mà phân tử hoặc ion của nó có thể nhận cặp electron trong quá trình phản ứng.
Nhưng axit siêu mạnh lại khác với axit nói chung bởi axit nói chung đều là một hợp chất, còn axit siêu mạnh lại do nhiều hợp chất tạo thành, đồng thời chúng đều chứa nguyên tố flo.
Thế thì xét cho cùng, các loại hợp chất như thế nào mới có thể tạo ra axit siêu mạnh, việc tổ hợp chúng lại có theo một quy luật nào không, axit siêu mạnh còn có bao nhiêu thành viên nữa… Đó là những điều còn bí ẩn đang chờ đợi các thế hệ sau tiếp tục khám phá.
Leave a Reply