Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Чистая вода состоит не только из молекул H2O
11.07.2020

Чистая вода состоит не только из молекул H2O

Оценка: 4.0    348 0 Наука и Технологии
09:40

Ученые Сколтеха в сотрудничестве с исследователями из Штутгартского университета показали, что концентрация короткоживущих ионов (H3O+ и OH-) в чистой жидкой воде намного выше, чем учитывается при оценке pH. Это открытие существенно меняет наши представления о динамической структуре воды.

Присутствующие в жидкой воде ионные частицы играют важную роль в окислительно-восстановительных процессах, каталитических реакциях и электрохимических системах. Ранее предполагалось, что ядерные квантовые эффекты способствуют низкобарьерному туннелированию атома водорода между молекулами воды, и возникновению короткоживущих состояний с избыточным протоном. Однако экспериментальное подтверждение этому отсутствовало.

Ученые Сколтеха в сотрудничестве с немецкими учеными измерили ионно-молекулярный состав жидкой воды на субпикосекундной временно́й шкале. Результат удивил ученых: они обнаружили, что несколько процентов молекул H2O временно находились в ионизированном состоянии.


Инфракрасные спектры легкой (красный), тяжелой (синий), полутяжелой (серый) воды и ионные частицы, исследованные в данной работе

Красными, белыми и черными кружками обозначены атомы кислорода, водорода и дейтерия, соответственно. Стрелками показаны направления их колебаний.

«Для определения избыточных протонных состояний мы использовали изотопологи воды: обычную (H2O), тяжелую (D2O) и полутяжелую (HDO) воду. Постепенно заменяя атомы водорода (H) дейтерием (D), мы меняли относительную концентрацию частиц, связанных с избыточным протоном — HD2O+, DH2O+, H3O+ и D3O+, и определяли их вклад в кумулятивное поглощение в ИК-диапазоне. В спектрах полутяжелой воды вблизи изгибных молекулярных мод мы обнаружили зависящие от концентрации спектральные особенности, которые невозможно было описать с помощью какой-либо из известных моделей. Мы предположили, что эти особенности связаны с избыточными протонными состояниями, которые могут проявляться на пикосекундной шкале», — отмечает один из авторов работы, профессор Центра энергетических технологий Сколтеха (CEST) Хенни Уэрдан. Результаты исследования опубликованы в издании Scientific Reports.

«Предыдущие исследования структуры воды были основаны на кристаллографических экспериментах и не отражали динамику воды. Наша работа дает новые представления о сложной структуре воды на ультракороткой временно́й шкале. Полученные результаты позволяют предположить, что в будущем будут обнаружены новые эффекты взаимодействия электрического поля и воды, а также другие необычные свойства воды», — пояснил первый автор статьи, старший научный сотрудник CEST д-р Василий Артёмов.
 


 
Источник:  https://www.popmech.ru/

Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

ТОП Новостей
Материалов за сегодня нет.
Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Как куликовская битва привела к объединению жителей Руси
Тот язык, на котором попы ещё говорят, он похож, а... (от Partizan-16)
В Копейске изучают огромный провал возле жилого дома
Виноват туалет, чо не понятного... (от dxman48)
Откуда появляется запах старости
Необходима активная старость! Когда человек перест... (от бодр)
Тёмная материя наконец открыта?
Несомненно, время в обратном направлении: у нас -н... (от бодр)