|
Vas zanima kako najbolj bogat material na svetu kaže nekatere neobičajne kemijske lastnosti, ko je izpostavljen določenim ekstremnim pogojem. Znanstveniki iz Lawrence Livermore National Laboratory so pokazali...
...da voda v vročih gostih okoljih igra nepričakovano vlogo v katalizirajočih kompleksnih eksplozivnih reakcijah. Katalizator je snov, ki vpliva na hitrost kemijskih reakcij (predvsem pospešuje), v reakcijo pa ne vstopa in po reakciji ostane nespremenjen.
Detonacije močnih eksplozivov narejenih iz kisika in vodika producirajo vodo pri več tisočih stopinjah Kelvinov in pritisku več kot 100.000 atmosfer; podobni pogoji so v notranjosti velkanskih planetov.
Znanstveniki so več let preučevali lastnosti čiste vode pri visokih tlakih in temperaturah, vendar do sedaj nikoli niso raziskovali obnašanja vode v reaktivnem okolju.
Z uporabo prve-temeljne atomistične simulacije detonacije močnega eksploziva PETN (pentaerythritol tetranitrate), je skupina raziskovalcev ugotovila, da se v vodi, kjer en vodikov atom služi kot reducent in hidroksid (OH) služi kot oksidant, atomi obnašajo kot dinamična skupina, ki prenaša kisik med reakcijskimi centri.
Ta ugotovitev je nasprotna trenutnemu pogledu, da je voda enostavno stabilen detonacijski produkt. Ugotovitev kaže na to, da lahko voda katalizira reakcije tudi v drugih eksplozivih in v planetnih notranjostih.
|
 Simulacija detonacije močnega eksploziva prikazuje, da ''ekstremna voda '' (molekule z enim rdečim vodikovim atomom in dvema belima kisikovima atomoma) lahko deluje kot kemijski katalizator, ki pospešuje prenos kisika med reakcijskimi predeli.
|
Pod ekstremnimi pogoji je voda posebna zaradi svoje hitre disociacije, takoj ko jo stisnemo do pogojev, ki jih najdemo v notranjosti planeta, se začne vodik molekule vode gibati naokoli zelo hitro.
V molekulski dinamični simulaciji, pri uporoabi Lab's BlueGene L super-računalnika, so raziskovalci Christine Wu, Larry Fried, Lin Yang, Nir Goldman in Sorin Bastea odkrili, da vodikovi (H) in hidroksidni (OH) ioni v vodi prenašajo kisik iz dušikovega skladišča do ogljikovega goriva pod PETN (pentaerythritol tetranitrate) detonacijskimi pogoji (temperatura med 3.000 in 4.200 Kelvinov). Pri obeh temperaturnih pogojih služi tako imenovana''ekstremna voda'' kot končni produkt in kot ključni kemični katalizator.
Za molekularno močno eksplozivo, ki je narejeno iz ogljika, dušika, kisika in vodika, kot je PETN, so glavni plinasti produkti sledeči: voda, ogljikov dioksid in molekularni dušik.
Vendar do danes, kemijski proces, ki pripelje do teh stabilnih komponent, še ni dobro poznan.Skupina znanstvenikov je ugotovila, da dušik iz NO izgublja svoj kisik v glavnem na vodik in ne na ogljik, tudi če koncentracija vode doseže ravnotežje. Ugotovili so tudi, da ogljikovi atomi zadržijo kisik večinoma iz hidroksida, rajši kot direktno iz dušikovega monoksida (NO) ali dušikovega dioksida (NO2). Medtem se voda hitro loči in rekombinira z vodikom in hidroksidom.
Voda, ki pri tem nastane, je del mehanizma sproščanja energije. Ta katalitski mehanizem je popolnoma različen od prvotno predpostavljenega razpadnega mehanizma za PETN ali podobne eksplozive, v katerih je voda samo končni produkt. To novo odkritje lahko pomaga znanstevnikom pri odkrivanju notranjosti Urana in Neptuna, kjer je voda v ekstremni obliki.
Vir: http://www.sciencedaily.com, http://sl.wikipedia.org
|
