В мире химии

Поверхность воды имеет кислую природу

18 октября 2016

Виктория Бух (Victoria Buch) из Еврейского Университета в Иерусалиме и ее соавторы обнаружили, что уровень рН чистой воды падает от значения 7 в глубине жидкости до 4.8 и менее единиц на границе раздела фаз вода/газ.



Исследование может оказаться весьма значимым для различных областей химии. Павел Юнгвирт (Pavel Jungwirth), один из соавторов работы из Академии Наук Республики Чехия отмечает, что поскольку в атмосфере многие из химических процессов протекают на поверхности водных капель в составе облаков, уровень рН поверхности таких капель должен существенно влиять на протекание таких процессов. Другой специалист по свойствам воды, Ричард Сайкалли (Richard Saykally) из Университета Калифорнии в Беркли отмечает, что низкий уровень рН должен влиять на абсорбцию углекислого газа поверхностью мирового океана.

В последнее десятилетие стало ясно, что поверхность воды очень существенно отличается от свойств воды в объеме. Сайкалли и Юнгвирт продемонстрировали, что вблизи поверхности воды концентрация растворенных ионов может быть как меньше, так и больше, но в любом случае – будет отличаться от концентрации ионов в объеме. Вместе с тем, причина накопления ионов гидроксония в месте контакта поверхности воды с воздухом была не совсем понятна.

Грегори Вот (Gregory Voth), химик-теоретик из Университета Юта провели квантово-механические симуляции для того, чтобы выяснить, почему ионы гидроксония предпочитают оккупировать поверхность воды, а нее объем. Возможно следующее объяснение – частица H2O может образовывать четыре водородные связи? в то время как частица H3O+ образует лишь три. Три атома водорода могут связываться с тремя молекулами воды, в то время как кислород уже неё является хорошим партнером для водородного связывания.

Таким образом, Вот отмечает своеобразную амфифильность иона гидроксония, представляющего «простейшее поверхностно-активное вещество». В соответствии с компьютерными моделями ион H3O+ накапливается на границе раздела воздух/вода таким образом, что атомы водорода ориентированы «вниз», в толщу воды, и образуют водородные связи, а атом кислорода «выглядывает из жидкости».

Источник: Natl. Acad. Sci. 2007, web advanced publish


метки статьи: аналитическая химия, физическая химия, химия поверхности

В мире химии

Другие новости

27 февраля 2017 Завод «Мономер» завершил пуско-наладочные работы новой двухкамерной печи

Почти за неделю до новогодних праздников на производстве ЭП-300 завода «Мономер» (входит в состав ОАО «Салаватнефтеоргсинтез») были завершены мероприятия по пуско-наладке двухкамерной печи пиролиза этановой фракции F-03АВ. Сразу после этого специалисты предприятия приступили ...


18 августа 2009 Диализ для наночастиц

Казуюки Курода (Kazuyuki Kuroda) с коллегами из Университета Васеда разработали новый способ синтеза наночастиц коллоидного мезопористого оксида кремния [colloidal mesoporous silica nanoparticles (CMSS)].


5 мая 2017 Проследить за одной молекулой

Международная исследовательская группа из Китая и Швеции под руководством Джанянь Яо (Jiannian Yao) использовали сочетание экспериментальных и теоретических методов для изучения поведения отдельной молекулы. Рисунок из Chem. Commun., 2009, DOI:...