Axit mạnh nhất thế giới hiện nay - Axit Fluoroantimonic

Axit mạnh nhất là axit nào? TOP các loại axit mạnh nhất thế giới hiện này gồm những loại nào? Axit Fluoroantimonic có đặc điểm gì? Tất cả sẽ được VietChem giải đáp trong bài viết sau đây.

Axit có độ pH nhỏ hơn 7 khi tan trong nước

Axit là một hợp chất mà trong thành phần phân tử của các chất đó đều sẽ chứa một hay nhiều nguyên tử hidro liên kết với gốc axit, với công thức tổng quát là HxA (trong đó, x là chỉ số của nguyên tử H và A là gốc axit). Cũng có thể hiểu một cách đơn giản hơn axit là một hợp chất hóa học mà khi hòa tan trong nước sẽ thu được dung dịch có độ pH nhỏ hơn 7.

Mỗi loại axit lại có một chỉ số pH riêng thể hiện sự mạnh yếu của chúng, khi chỉ số pH càng nhỏ thì có độ axit càng mạnh và ngược lại. Ví dụ: HCl, HNO₃, H₂SO₄, HBr,…

• Axit mạnh được hiểu là khi hòa tan vào axit này tạo ra dung dịch có độ pH nhỏ hơn 7 rất nhiều
• Axit yếu là axit khi hòa tan trong nước tạo ra dung dịch có độ pH gần 7 hơn so với axit ở trên. Ví dụ: axit H₂SO₃, H₃PO₄, HNO₂,…

Axit mạnh hay yếu dựa theo độ pH của chúng

Vậy siêu axit mạnh nhất thế giới là axit nào?

Axit mạnh nhất hay còn gọi là các siêu axit, nó được hiểu là axit có độ axit lớn hơn của axit sulfuric nồng độ 100%. Có thể kể một số loại axit mạnh nhất như axit trilorometansulfonic (CF₃SO₃H), axit florosulfuric (FSO₃H), chúng có độ axit mạnh hơn axit sulfuric lên đến hàng nghìn lần.

Thuật ngữ “siêu axit” nguyên thủy được đề ra bởi James Bryant Conant vào năm 1927, trong khi phân loại các axit và nhận thấy chúng mạnh hơn so với các axit vô cơ thông dụng.

Trong nhiều trường hợp, axit mạnh nhất không phải là một hợp chất đơn mà có thể là một hệ của nhiều hợp chất liên kết với nhau tạp ra độ axit cao.

Thông thường để đánh giá sự mạnh yếu của axit người ta sử dụng thang đo pH. Chỉ số pH càng thấp thì loại axit đó càng mạnh. Độ pH thông thường có giới hạn đến 0 mà các axit mạnh có độ pH nhỏ hơn 0 và nồng độ pH của các siêu axit sẽ từ -12 trở xuống, vì vậy khi đo các axit mạnh cần phải đo thêm thước Hammett.

Tính đến nay, có thể nói Axit fluoroantimonic (H₂FSbF₆) đang được xem là siêu axit mạnh nhất thế giới với độ pH là -31,3. Nó có tính axit cực mạnh mà chưa có axit nào có thể sánh bằng.

Tổng quan về axit fluoroantimonic – axit mạnh nhất

Axit fluoroantimonic (H₂FSbF₆ hoặc HF-SbF₅) là loại axit được tạo thành bằng cách trộn hydro florua (HF) cùng pentafluoride antimon (SbF₅) và nó cũng được xem là siêu axit mạnh nhất thế giới khi trộn hỗn hợp trên theo tỷ lệ cân bằng 2:1.

1. Vì sao axit fluoroantimonic là siêu axit mạnh nhất thế giới?

Axit sunfuric được biết đến là một loại axit vô cơ mạnh vô cùng quen thuộc, với khả năng ăn mòn được nhiều loại kim loại như sắt và nhôm khi cả bị pha loãng và cực kỳ nguy hiểm nếu chúng ở dạng đậm đặc. Đây là loại axit mà khó có thể thấy loại axit nào trong tự nhiên có tính axit mạnh hơn nó nhưng khi so với axit fuloroantimonic thì chỉ bằng một rất nhỏ. Axit Fluoroantimonic có thể mạnh gấp 10 lũy thừa 16 (khoảng 10 triệu tỷ) lần so với axit sunfuric đậm đặc 100%.

Cho đến nay, nó là một siêu axit có tính axit cực mạnh mà chưa có axit nào có thể sánh bằng với độ số pH là -31,3.

2. Tính chất, đặc điểm của axit fluoroantimonic

Axit mạnh nhất fluoroantimonic mang đầy đủ tính chất hóa học của một axit như tác dụng với bazơ, kim loại, muối cùng oxit bazơ.

• Khi tiếp xúc với nước nó nhanh chóng và bùng nổ phân hủy. Do đặc tính này, axit fluoroantimonic không được sử dụng trong dung dịch nước, chỉ được dùng trong dung dịch axit hydrofluoric.
• Tạo ra hơi độc mạnh: khi nhiệt độ tăng, axit fluoroantimonic sẽ bị phân hủy và tạo ra khí hydro florua (axit hydrofluoric).
• Axit fluoroantimonic mạnh gấp 10¹⁶ lần so với axit sunfuric đậm đặc 100% với độ pH là H₀ (hàm lượng axit Hammett) là -31,3.
• Có thể hòa tan thủy tinh cùng nhiều vật liệu khác và proton gần như tất cả các hợp chất hữu cơ. Bảo quản axit này trong các thùng chứa bằng nhựa (polytetrafluoroetylen).

3. Phản ứng hóa học

• Axit fluoroantimonic thu được bằng cách trộn hydro florua và pentafluoride antimon, dẫn đến sự hình thành ion fluoronium

SbF₅ + 2HF → SbF₆^- + H₂F⁺

4. Ứng dụng của axit fluoroantimonic

• Ứng dụng trong kỹ thuật hóa học và hóa học hữu cơ giúp proton hóa các hợp chất hữu cơ, bất kể dung môi của chúng. Ví dụ: axit fluoroantimonic dùng trong loại bỏ H₂ khỏi isobutane và metan khỏi neopentane.

(CH₃)₃CH + H⁺ → (CH₃)₃C⁺ + H₂

(CH₃)₄C + H⁺ → (CH₃)₃C⁺ + CH₄

• Sử dụng trong quá trình kiềm hóa và acyl hóa trong hóa dầu với vai trò như một chất xúc tác
• Ứng dụng trong tổng hợp và mô tả các carbocations

5. Cách bảo quản axit fluoroantimonic

• Lưu trữ trong thùng chứa bằng một loại polyme tổng hợp là Polytetrafluoroethylene PTFE-Teflon.
• Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ khi xử lý hoặc đi đến bất kỳ nơi nào gần loại chất ăn mòn này

Lưu ý trong bảo quản axit mạnh nhất fluoroantimonic

TOP các loại axit mạnh khác

1. Axit sunfuric (H₂SO₄)

• Đây là loại axit quen thuộc, có công thức hóa học là H₂SO₄. Loại axit này có thể ăn mòn nhiều loại kim loại như sắt hay nhôm ngay cả khi đã pha loãng và rất nguy hiểm khi ở dạng đậm đặc.
• Cần trang bị đầy đủ các trang thiết bị chuyên dụng như quần áo bảo hộ, các tấm bảo vệ, găng tay, tạp dề PVC,… khi pha loãng dung dịch. Lưu ý khi pha phải cho axit từ từ vào nước rồi khuấy đều, tuyệt đối không được làm ngược lại.

2. Axit Clohydric (HCl)

• Axit clohydric hay axit muriatic là một loại axit vô cơ mạnh, được tạo thành từ sự hòa tan của khí hydro clorua trong nước. Axit clohydric đậm đặc nhất có nông độ tối đa 40% và khi ở dạng đậm đặc, nó có thể tạo thành các sương mù axit.
• HCl có khả năng ăn mòn các mô của con người, gây tổn thương cho cơ quan hô hấp, mắt, da và ruột. Ở dạng lỏng, nó được ứng dụng trong làm chất vệ sinh, lau chùi nhà cửa, sản xuất gelatin cùng các phụ gia thực phẩm và xử lý da.

3. Axit nitric (HNO3)

• Đây là một chất độc, có tính ăn mòn và dễ gây cháy. Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu nhưng nếu để lâu sẽ có màu hơi vàng do sự tích tụ của các oxit nitơ.
• Nó được ứng dụng trong làm thuốc thử trong phòng thí nghiệm, sử dụng trong sản xuất thuốc nổ, ngành luyện kim và tinh lọc,…

4. Axit hydrobromic (HBr)

• Axit hydrobromic là một trong những axit vô cơ mạnh nhất được biết đến và nó được tạo ra khi hòa tan phân tử khí hidro trong nước. HBr được ứng dụng chủ yếu trong điều chế các muối bromua, nhất là canxi bromua, natri bromua,…

5. Axit hydroiodic (HI)

• Axit hydroiodic là một dung dịch nước của hydro iodua, là một axit cực kỳ mạnh, có thể ăn mòn tất cả các kim loại cùng mô. Nó không tự cháy nhưng khi đun nóng có thể bị phân hủy và tạo ra hói ăn mòn hoặc khói độc hại.

6. Axit pecloric (HClO₄)

• Đây là một axit rất mạnh so với axit sunfuric cùng axit nitric, đồng thời cũng là một chất oxi hóa mạnh, rất dễ tan trong nước, dễ bị phân hủy dưới áp suất thường.
• Nó được ứng dụng trong phân hủy các quặng phức tạp, phân tích khoáng vật và làm chất xúc tác.

7. Axit cloric (HClO₃)

• Axit cloric là axit có oxy của clo và là tiền chất chính thức của muối clorat. Nó là một axit mạnh không ổn định có mùi chát, có thể tìm thấy trong muối clorat. Axit cloric chỉ tồn tại dưới dạng dung dịch và bị phân hủy khi chứa tạp chất hay tiếp xúc với ánh sáng.

Một số axit mạnh khác

??? Axit malonic là gì? Công thức, cách điều chế & ứng dụng

Bài tập xác định axit nào mạnh nhất trong số các axit sau

Bài tập 1: Trong các axit sau đây, chất nào có tính axit mạnh nhất?

A. HF

B. HBr

C. HCl

D. HI

Lời giải:

Tính axit tăng dần từ trái qua phải: HF < HCl < HBr < HI

Như vậy, chất có tính axit mạnh nhất là HI. Đáp án đúng là D

Bài tập 2: Cho các axit dưới đây, xác định axit mạnh nhất

A. Axit propanoic

B. Axit axetic

C. Axit Cloaxetic

D. Axit β-Clopropionic

Lời giải:

Đáp án đúng là D. Do Axit β-Clopropionic có mạch cacbon ngắn nhất và chứa Cl là nguyên tử với độ âm điện lớn hút e nên tăng độ linh động cho H trong COOH.

Thử sức chịu đựng của quả quýt trước axit

Axit yếu nhất thế giới

Axit carborane (H(CHB₁₁Cl₁₁)) là một axit mạnh nhất nhưng đồng thời cũng là một axit yếu nhất. Nó được xem là một siêu axit đơn mạnh nhất thế giới, có nồng độ pH là -18 với công thức hóa học là H(CHB₁₁Cl₁₁). Tuy vậy, nó lại có độ ăn mòn thấp, có thể dùng tay trần khi thao tác. Điều gì làm nên sự đặc biệt của loại aixt vừa là mạnh nhất vừa là yếu nhất?

Do phần carborane của axit này là một bazơ rất yếu, thậm chí nó còn yếu hơn cả phần bazơ acid fluorosulfate và acid fluorosulfuric (những axit mạnh nhất được biết đến). Nhưng Carborane cũng hết sức bền vững (bao gồm 11 nguyên tử Bo cộng với một nguyên tử cacbon). Phần carborane của axit này không thể tham gia vào sự ăn mòn và phân hủy hóa học trong khi đó, các gốc fluoride và nitrate vẫn thể hiện tính chất này trong axit hydrofluoric và axit nitric. Kết quả cho ra axit carborne vừa có thể gắn ion H+ vào các phân tử bazơ yếu mà không phá vỡ các phân tử yếu có nhiệm vụ tích cực đã được tạo ra.

Axit carborane vừa là một axit mạnh nhất đồng thời cũng là một axit yếu nhất

Trên đây là những thông tin mà VietChem đã tổng hợp về axit mạnh nhất, các tính chất cũng như các loại axit mạnh thường gặp khác. Mong rằng qua bài viết đã giúp bạn đọc có thêm kiến thức về vấn đề này. Truy cập hoachat.com.vn để tham khảo thêm nhiều điều thú vị khác.

▶️▶️▶️ Axit Succinic là gì? Công thức, điều chế & ứng dụng Succinic acid