Có thể bạn nghĩ rằng thứ axit mạnh như máu người ngoài hành tinh trên màn ảnh chỉ tồn tại trong phim. Tuy nhiên, sự thật là có một loại axit có thể ăn mòn còn kinh khủng hơn thế! Show Siêu axit mạnh nhấtSiêu axit mạnh nhất thế giới có tên axit fluoroantimonic, công thứ hóa học là HSbF6. Loại axit này được tổng hợp bằng cách trộn axit flohydric (HF) với antimon pentafluorua (SbF5). Trộn hỗn hợp trên theo những tỉ lệ khác nhau cũng có thể tạo ra siêu axit, tuy nhiên khi trộn chúng với tỉ lệ 1:1, sản phẩm nhận được là loại siêu axit mạnh nhất thế giới.  Đặc điểm của axit fluoroantimonic
Công dụng của axit fluoroantimonicNếu axit fluoroantimonic quá mạnh và quá độc hại như vậy thì người ta tạo ra nó để làm gì? Câu trả lời nằm ở tính siêu axit của nó. Axit fluoroantimonic được sử dụng trong kỹ thuật hóa và hóa hữu cơ để phát triển các hợp chất hữu cơ không phụ thuộc vào dung môi. Ví dụ, axit fluoroantimonic có thể được dùng để loại bỏ H2 khỏi isobutane và loại bỏ methane từ neopentane. Nó còn được sử dụng làm chất xúc tác của quá trình alkyl hóa và acyl hóa trong lĩnh vực hóa dầu. Siêu axit nói chung được sử dụng để tổng hợp và biểu thị đặc tính của carboncation. Phản ứng hóa học giữa axit flohydric và antimon pentafloruaPhản ứng giữa axit flohydric và antimon pentaflorua tạo thành axit fluoroantimonic là một phản ứng tỏa nhiệt. HF + SbF5 = H+SbF6- Ion hydro (proton) gắn với flo thông qua một liên kết lưỡng cực rất yếu. Liên kết yếu này tạo nên tính axit mạnh của axit fluoroantimonic, cho phép proton di chuyển giữa các cụm anion. Vì sao axit fluoroantimonic được gọi là siêu axit?Siêu axit là bất kỳ loại axit nào mạnh hơn axit sulfuric đậm đặc 100%. Mạnh hơn có nghĩa là siêu axit cho nhiều proton hay ion hydro trong nước hơn hoặc có hàm độ axit Hammett H0 thấp hơn -12. Hàm độ axit của axit fluoroantimonic thường là H0 = -28. "Ðây là trò đùa phải không?", tiến sĩ Benjamin List quay sang hỏi vợ, giọng ngạc nhiên, khi cuộc gọi từ Thụy Ðiển thông báo nhà khoa học người Ðức đã trở thành chủ nhân giải Nobel Hóa học 2021. Ông không thể ngờ mình là người nhận được vinh dự ấy. Vợ chồng vị tiến sĩ, khi đó, đang có chuyến du lịch ngắn ngày ở Amsterdam thay vì ngồi văn phòng để chờ thông tin từ Stockholm. Tiến sĩ Benjamin List và người đồng nghiệp David MacMillan được nhận giải Nobel Hóa học 2021 nhờ những công trình nghiên cứu về "sự phát triển quá trình xúc tác hữu cơ không đối xứng", mở đường cho các ứng dụng không giới hạn trong nhiều lĩnh vực từ dược phẩm đến thực phẩm. Trước đây, các chất xúc tác thường được sử dụng trong công nghiệp là các kim loại chuyển tiếp như paladi, niken và titan - vừa đắt tiền, vừa độc hại. Sự xuất hiện của chất xúc tác hữu cơ giúp ngành Hóa học trở nên thân thiện hơn với môi trường và có giá thành rẻ so với chất xúc tác truyền thống. "Theo cách này, các chất xúc tác hữu cơ đang mang lại lợi ích lớn nhất cho con người" - Ủy ban trao giải Nobel nhận định. Benjamin List nhận cuộc gọi từ giải Nobel, khi đang ngồi tại một quán cà-phê nhỏ. Những vị khách ngồi chung quanh chắc hẳn không thể ngờ người đàn ông quần áo xuề xòa kia là tác giả của một trong những công trình nghiên cứu hóa học đột phá nhất đầu thế kỷ này. Mảnh đất chưa ai khai phá Không riêng gì Benjamin List, các nhà nghiên cứu từ lâu đã khao khát tìm ra chất xúc tác mới, giống như hầu hết các enzym tự nhiên thay vì kim loại đắt tiền. Tuy nhiên, ông là người đầu tiên theo đuổi việc thiết kế các phân tử hữu cơ nhỏ hoạt động như chất xúc tác. Cuối những năm 90 của thế kỷ trước, ông đã ứng dụng xúc tác hữu cơ không đối xứng mà mình nghiên cứu để điều chế thành công một trong hai đồng phân đối quang với độ tinh khiết cao. Chất đồng phân đối quang là hai phiên bản của cùng một chất mà phân tử của chúng có cấu trúc giống nhau, ngoại trừ thực tế là một chất đồng phân đối quang là hình ảnh phản chiếu của chất kia và có thể gây hại. Nhờ nghiên cứu của Benjamin List, người ta đã có thể điều chế phản ứng sinh ra một dạng đồng phân đối quang duy nhất. Trong số 10 biệt dược có doanh số bán nhiều nhất thế giới, có tới chín dược chất đối quang. Thuốc điều trị HIV cũng là một trong những biệt dược được hưởng lợi từ công trình này. Nghiên cứu về chất xúc tác hữu cơ của Benjamin List ngay lập tức thu hút sự chú ý từ cộng đồng khoa học toàn thế giới và được trích dẫn hơn 2.200 lần. Một chất xúc tác hữu cơ rẻ tiền nhưng cực kỳ hiệu quả không còn là một giấc mơ. Không chỉ dược phẩm, xúc tác hữu cơ có thể ứng dụng trong rất nhiều sản phẩm khác, thí dụ như ý tưởng về loại thảm lót sàn tự làm sạch khi chúng ta đổ nước lên. Ðến cả bạn thân của List cũng không nhiều người hoàn toàn tin tưởng vào nghiên cứu đó, vì chưa có tiền lệ. "Nếu bạn làm điều gì đó mà không ai khác trên thế giới thực hiện, thì hoặc đó là một ý tưởng thật sự ngu ngốc, hoặc mang tính cách mạng. Tôi thật may mắn khi rơi vào trường hợp thứ hai", ông đùa. Ba tháng sau, nhà khoa học David MacMillan cũng công bố đã phát hiện phản ứng tương tự gần như đồng thời với List. Sức bật từ gia đình Trở thành nhà hóa học là ước mơ từ bé của tiến sĩ Benjamin List. Khi còn ở trường phổ thông, ông đã bị thu hút bởi những câu hỏi mang tính triết học như "Thế giới được tạo thành từ cái gì? Con người được tạo thành từ những gì?". Ông tìm đến hóa học để có câu trả lời. Ông thậm chí suýt bỏ mạng khi tò mò nghiên cứu một chất cấm trong phòng thí nghiệm nhỏ tại nhà. Sau nhiều năm tìm tòi, ông hiểu rằng "Hóa học không thể giải thích mọi thứ nhưng nó trở thành giải pháp cho mọi thứ", và đó là điều khiến ông tiếp tục gắn bó với lĩnh vực này. Benjamin List may mắn sinh ra trong một gia đình có truyền thống khoa học. Nhà hóa học nổi tiếng Jacob Volhard (1834 - 1910) chính là ông cố của Benjamin List. Trong khi đó, dì ruột của ông là bà Christiane Nüsslein-Volhard, chủ nhân giải Nobel Y học năm 1995. Ngoài khoa học, gia đình hai bên nội ngoại đều có năng khiếu âm nhạc xuất sắc. Tuy nhiên, thành công của Benjamin List có lẽ xuất phát từ cách dạy dỗ hiện đại của người mẹ kiến trúc sư. Bà không thúc ép con trai đi theo con đường nào mà để cho ông tự do khám phá mọi thứ. Thay vì nghiêm cấm điều gì đó, bà sẽ chỉ ra những mặt tiêu cực để cho Benjamin List suy ngẫm và tự chịu trách nhiệm. Bà tin tưởng vào lựa chọn của con trai. "Chúng ta có thể đạt được mọi điều thành công trong cuộc sống nếu bạn tự tin. Phong thái tự tin của tôi không đến từ gen di truyền, mà là nhờ vào sự tin tưởng của mẹ tôi, rằng tôi nhất định sẽ thành công", ông chia sẻ. Khi lập gia đình, Benjamin List tìm được người bạn đời chia sẻ và thấu hiểu mọi thứ về công việc của ông. Sức bật từ gia đình giúp ông dành gần như toàn bộ tâm trí và thời gian cho khoa học. Với ông, gia đình chính là "chất xúc tác" đưa ông trở thành nhà khoa học hàng đầu thế giới. Năm 2004, gia đình Benjamin List trải qua cơn sóng thần khủng khiếp khi đi du lịch ở Thái Lan. Cậu con trai năm tuổi bị thương nặng, trong khi đứa con ba tuổi còn lại mất tích. Một ngày sau đó, cậu con trai nhỏ của ông được tìm thấy trong một bệnh viện cách đó 100 km. Biến cố khủng khiếp ấy khiến Benjamin List thay đổi hoàn toàn nhận thức về ý nghĩa cuộc sống. "Tai nạn đó đã giúp tôi biết được điều quan trọng nhất trong cuộc sống là gia đình mạnh khỏe và ở bên nhau. Tôi sẵn sàng cho các đồng nghiệp trích dẫn nghiên cứu của tôi và không còn quan tâm nhiều đến danh vọng", ông bộc bạch. |
