Khi nhắc tới axit, bạn sẽ nghĩ ngay tới sức mạnh ăn mòn cả kim loại, phá hủy da hay quần áo cực mạnh. Axit thường nhắc đến axit sulfuric, axit clohidric,... Thế nhưng đã bao giờ bạn tự hỏi loại axit nào mạnh nhất thế giới? Bài viết Axit mạnh nhất thế giới - Điều gì làm cho Axit Fluoroantimonic trở thành Superacid sẽ giới thiệu một superaxit siêu mạnh, siêu nguy hiểm.
 |
| Axit Fluoroantimonic |
1. Giới thiệu pH của axit
pH là thước đo logarit của nồng độ ion hydro của dung dịch nước pH = -log [H+] trong đó log là logarit cơ số 10 và [H+] là nồng độ ion hydro tính bằng mol trên lít.
Giá trị pH mô tả mức độ axit hoặc bazơ của dung dịch nước. Thang đo giá trị của pH nằm trong khoảng từ 0 đến 14, mặc dù axit rất mạnh có thể có pH âm, trong khi bazơ rất mạnh có thể có pH vượt quá 14.
- pH dưới 7 là axit
- pH lớn hơn 7 là bazơ
- pH bằng 7 được coi là trung tính
Thuật ngữ "pH" được nhà sinh hóa học người Đan Mạch Søren Peter Lauritz Sørensen mô tả lần đầu tiên vào năm 1909. pH là chữ viết tắt của "sức mạnh của hydro" trong đó "p" là viết tắt của từ tiếng Đức có nghĩa là sức mạnh, potenz và H là ký hiệu nguyên tố của hydro.
- Nước chanh có độ pH là 2
- Axit trong dạ dày chúng ta có độ pH là 1 nghĩa là độ axit trong dạ dày chúng ta mạnh gấp 10 lần một cốc nước chanh.
 |
| pH của một số axit thường gặp |
- Giá trị pH được tính toán của các axit và bazơ thông thường cho 1, 10 và 100 mmol/L (có giá trị cho các điều kiện tiêu chuẩn ở 25, 1 atm; (cùng hằng số độ axit)
2. Axit mạnh nhất thế giới là Fluoroantimonic
Axit nào có chỉ số pH càng thấp thì axit đó càng mạnh, mỗi độ pH giảm nghĩa là độ axit sẽ tăng 10 lần! Nhưng thang đo pH lại chỉ giới hạn tới mức 0, vậy nên để đo các axit mạnh (có độ pH thấp hơn 0), chúng ta còn cần thêm thang đo độ axit Hammett (hammett acidity function).
Axit mạnh nhất thế giới là Fluoroantimonic có công thức hóa học là H2FSbF6 với độ pH lên tới âm 31,3, nhỏ hơn 0 rất nhiều.
3. Điều gì làm cho Axit Fluoroantimonic trở thành Superacid
Superacid là axit bất kỳ mạnh hơn axit sunfuric nguyên chất, H₂SO₄. Mạnh hơn, điều đó có nghĩa là một superacid cho nhiều proton hoặc ion hydro hơn trong nước hoặc có hàm độ axit Hammet H0 thấp hơn -12. Hàm tính axit Hammet đối với axit flohidric là H0 = -28. Theo đó, các nhà khoa học đã xác định Superacid có pH = -31,3, mạnh gấp 10 lũy thừa 16 (10 triệu tỷ) lần axit sulfuric đậm đặc 100%. Công thức hóa học của siêu axit Fluoroantimonic là H2FSbF6.
Nó mạnh đến nỗi hầu hết các vật chất hữu cơ, vô cơ đều bị nó phá hủy. Người ta phải sử dụng đến một loại polyme tổng hợp Polytetrafluoroethylene PTFE còn có tên ngắn gọn là Teflon (hay dùng để trán mặt chảo chống dính) mới có thể chứa được Axit Fluoroantimonic.
 |
| Bình chứa Siêu axit – superacid |
Bình chứa Siêu axit – superacid là Polytetrafluoroethylene PTFE, là một vật liệu polyme tổng hợp
4. Điều chế Siêu Axit-Superacid bằng cách nào?
Superacid mạnh nhất thế giới là axit fluoroantimonic được điều chế bằng cách trộn hydro florua (HF) và antimon pentaflorua (SbF5). Các hỗn hợp khác nhau tạo ra superacid, nhưng khi trộn với tỷ lệ bằng nhau của hai axit sẽ tạo ra superacid mạnh nhất mà con người biết đến.
Phản ứng giữa hydro florua và antimon pentrafluoride tạo thành axit fluoroantimonic tỏa nhiệt, theo phản ứng: HF + SbF5 → H+SbF6-
Ion hydro (proton) gắn vào flo thông qua liên kết lưỡng cực rất yếu. Liên kết yếu tạo nên tính axit cực cao của axit fluoroantimonic, cho phép proton nhảy giữa các cụm anion.
5. Superacids khác
Các siêu axit khác bao gồm các siêu axit cacboran [ví dụ: H (CHB11Cl11)] và axit florosulfuric (HFSO3). Các siêu axit cacboran có thể được coi là axit solo mạnh nhất thế giới, vì axit flohiđric thực sự là hỗn hợp của axit flohiđric và antimon pentaflorua. Carborane có giá trị pH là -18 .
 |
| axit florosulfuric |
Không giống như axit fluorosulfuric và axit fluoroantimonic, các axit cacboran không ăn mòn đến mức có thể xử lý bằng da trần. Teflon, lớp phủ chống dính thường thấy trên các dụng cụ nấu nướng, có thể chứa carborante. Các axit cacboran cũng tương đối phổ biến, vì vậy không chắc một sinh viên hóa học sẽ gặp phải một trong số chúng.
Lời kết
Trên đây là kiến thức hóa học đời sống axit và Axit mạnh nhất thế giới, Hi vọng rằng sau bài viết Axit mạnh nhất thế giới là axit nào? Điều gì làm cho Axit Fluoroantimonic trở thành Superacid mang đến cho chúng ta hiểu biết hơn về loại hóa chất phổ biến trong thế giới hóa chất ngày nay.
0 Nhận xét