Giọt axit nhỏ nhất thế giới
Chính xác chỉ cần 4 phân tử nước và một phân tử hydro clorua để tạo nên một giọt axit nhỏ nhất thế giới.
Cơ chế phân ly của các phân nguyên tử trong phân tử axít và tái kết hợp của các ion mang điện trong môi trường nano ở nhiệt độ siêu lạnh có thể giúp con người tìm hiểu các phản ứng hóa học sảy ra trong các đám mây vùng bắc cực cũng như nhiều phản ứng hóa học khí quyển.
Mô phỏng quá trình hình thành giọt axít HCl ((HCl(H2O)4 trong heli lỏng ở nhiệt độ 0,37 độ Kelvin: Diễn biến dạng bậc thang. Nguồn Science.
Martina Havenith cùng các đồng nghiệp trong nhóm nghiên cứu hóa lý (Lehrstuhl für Physikalische Chemie) và hóa lý thuyết (Lehrstuhl für Theoretische Chemie) tại Đại học Bochum, CHLB Đức đã sử dụng kính quang phổ laser hồng ngoại để quan sát phản ứng giữ axít clohiđric (HCl) và các phân tử nước tạo các hạt axít trong môi trường hêli siêu lạnh (các hạt heli có kích thước nano). Nhiệt độ của môi trường phản ứng ở 0,37 độ Kelvin (khoảng âm 273,52 độ C). Nhóm tác giả sử dụng phương pháp mô phỏng có tên ab initiosimulations (phương pháp trong hóa học lượng tử khi hoàn toàn chưa có các dữ liệu liên quan được mô tả).
Các nhà nghiên cứu phân tích quá trình hình thành phân tử HCl(H2O)n và nhận thấy nó được tạo ra với n=4 (một phân tử HCl với 4 phân tử nước để tạo giọt axít HCl). Quá trình phân ly của phân tử HCl tạo các ion H+ và Cl- và kết hợp với phân tử nước diễn biến theo dạng bậc thang. Sự kết hợp với các phân tử nước chính là động lực cho quá trình phân ly của axít HCl. Ở đây, một cơ chế mới được các tác giả đặt tên là ‘aggregation-induced dissociation’ (tạm dịch “phân ly do kết hợp”).