Chuyện về H. Moissan và nguyên tố hoá học khó thuần phục nhất

Nguyên do chỉ có một, đó là do Flo là nguyên tố hoạt động nhất mà tính độc lại rất lớn, các nhà hoá học rất khó thuần phục nó. Trong còn xấp xỉ nửa thế kỷ, trước sau đã có mười mấy nhà hoá học muốn chế ra Flo đơn chất mà đều chẳng thành công. Có người bị trúng độc, có người thậm chí đã bị thiệt mạng vì làm việc đó. Tuy vậy, những thất bại của họ cũng đã cho H. Moissan những kinh nghiệm để ông đi tới thành công.

H. Moissan và Viện Trưởng Viện Bác Cổ tự nhiên - E. Fermy, qua phân tích tỷ mỉ, nhận thấy Flo là nguyên tố phi kim loại hoạt động nhất, nên không một chất nào có thể oxy hoá hợp chất Flo thành Flo đơn chất. Trong lịch sử, người ta đã sớm thử dùng phương pháp khử bằng cacbon để khử kim loại kiềm, nhưng không thành công; về sau, dùng phương pháp điện giải mới chế được kim loại Kali. Xem ra, phương pháp điện giải cũng là phương pháp có hiệu quả để chế Flo đơn chất.

Nhưng điện giải loại hợp chất Flo nào đây mới đem lại kết quả tốt? Moissan thấy Flo phản ứng mãnh liệt với nước, cho nên quyết định dùng bình chưng cất chế bằng Platin để chế ra Hydro Florua không ngậm nước làm nguyên liệu cho điện giải.

Tới bước thứ hai là thiết kế thùng điện giải. Do Flo gần như có thể tác dụng với hầu hết các chất, nên không thể dùng các dụng cụ bình đựng bằng thuỷ dinh, sứ, sắt thường có ở trong phòng thí nghiệm hoá học, cuối cùng chỉ còn cách là phải dùng tới Platin - thứ kim loại quý để chế thùng điện giải.

Bước thứ ba chọn điện cực: Điện cực than, điện cực graphit, điện cực sắt đều có thể tác dụng với Flo, cho nên cũng chỉ có thể dùng hợp kim Platin - Iridi làm điện cực.

Sau khi bắt đầu điện giải, ở cực âm có xuất hiện rất nhiều Hyđro sinh ra nhưng ở trên điện cực dương lại chẳng tìm thấy Flo (!). Qua kiểm tra, H. Moissan thấy nút đậy điện cực bị ăn mòn. Ông suy đoán, nhất định đã sản sinh Flo ở trên cực dương, song do nó tác dụng với nút đậy mà đã bị mất đi. Thế là H. Moissan đi tìm thứ vật liệu không thể phản ứng với Flo để làm nút đậy. Trải qua rất nhiều công phu, ông cũng đã tìm ra thứ vật liệu cần thiết ấy: Canxi Florua rất cứng chắc.

Thí nghiệm cuối cùng đã thành công. Vào ngày 26 tháng 6 năm 1886, H. Moissan chế được Flo đơn chất! Ông lập tức trình lên Viện Khoa học Pháp xin xác nhận phát hiện này. Viện Khoa học Pháp chỉ định một ban thẩm định có 3 giáo sư tham gia. H. Moissan chuẩn bị cẩn thận để tiếp đón , biểu diễn thí nghiệm trước mặt ban thẩm định thì trang bị điện giải lại bất ngờ xảy ra sự cố không lường được trước: Chẳng hạn tạo ra Flo cũng chẳng có điện chạy qua trang bị thí nghiệm (!). H. Moissan choáng váng trước thất bại này. Tuy vậy, ông không nản chí, lại kiên trì tìm ra nguyên nhân gây nên sự cố. Ông thấy trang bị thí nghiệm không có gì là không bình thường, nên suy đoán duy nhất chỉ tại ở nguyên liệu dùng cho điện giải: Hyđro Florua không ngậm nước. Kiểm tra đi, kiểm tra lại bằng phân tích, ông phát hiện ra là Hydro Florua không ngậm nước sử dụng cho lần biểu diễn trước ban thẩm định có độ thuần rất cao, gần như không chứa tạp chất, khác hẳn với Hydro Florua ông vẫn dùng thí nghiệm là còn có chứa một lượng nhỏ tạp chất. Ông bỗng hiểu ra: Hydo Florua không ngậm nước vốn không dẫn điện; tác dụng dẫn điện chỉ là do tạp chất có trong nó.

Nguyên nhân sự cố đã tìm ra. Lần thứ hai biểu diễn trước ban thẩm định thành công. Ban thẩm định xác nhận H. Moissan chế ra được Flo đơn chất, và về sau đã được toàn thế giới công nhận. Do phát hiện lớn lao này, H. Moissan vinh dự được tặng giải Nobel về hoá học năm 1906.

Xin nói thêm đôi dòng về H. Moissan, người làm nên kỳ công thuần phục nguyên tố Flo. H. Moissan sinh ngày 28 tháng 9 năm 1852, trong một gia đình công nhân đường sắt Pháp. Do gia đình nghèo túng, học chưa xong ở bậc tiểu học, ông đã phải bỏ học, tới làm ở một hiệu thuốc để tự nuôi thân và tự học. Ông đã tự học xong chương trình trung học, đại học và dự các kỳ thi để nhận được các chứng chỉ tốt nghiệp. Ông đã thi thành công để trở thành thực tập sinh của nhà hoá học Pháp nổi tiếng E. Fermy, và sau đó còn đạt được học vị Tiến sĩ vật lý tại Trường Đại học Paris.

H. Moissan suốt đời hiến thân cho khoa học, ngoài chế ra được Flo đơn chất, ông còn có nhiều cống hiến quan trọng khác: Ông đã nghiên cứu hiện tượng đồng hình của các sắt Oxyt; hoàn thiện các phương pháp tổng hợp Crôm Oxyt và nghiên cứu tính chất của chúng; tổng hợp tất cả những Phôtpho Florua có thể có. Và các dẫn xuất chứa Flo của Mêtan; nghiên cứu các kim loại chịu nhiệt, và các hợp chất vô cơ ở nhiệt độ cao, và trở thành người sáng lập môn hoá học các chất rắn. Ông còn là người thiết kế, chế tạo và đưa vào sử dụng hồ quang điện mang tên ông. Để nghiên cứu tính chất của các chất rắn trong vùng nhiệt độ cao - bằng phương pháp nhiệt điện, ông đã điều chế Môlipđen, Vonfram và nhiều kim loại khác ở dạng sạch. Ông là người đầu tiên chế tạo thành công kim cương nhân tạo (hạt kim cương nhân tạo do ông chế tạo dài 0,7 mm, trong suốt, không màu).

H. Moissan thường xuyên tiếp xúc với các khí độc như Flo, Clo… bởi vậy sức khoẻ của ông rất nhanh bị suy sụp. Vào ngày 20 tháng 2 năm 1907, ông qua đời khi mới 55 tuổi. Người con duy nhất của ông đã mang di sản 20 vạn Francecủa cha mẹ để lại tặng cho trường Đại học Paris để làm giải thưởng khoa học mang tên cha là Moissan (về hóa học), và giải thưởng khoa học mang tên mẹ là Lucan (về dược học).