Двуокись серы заставляет капли воды проводить структурную реформу
Химические реакции газов на твердых поверхностях хорошо изучены, в то время как гораздо меньше известно об их гораздо более динамичных аналогах, границах раздела газ-жидкость. Американские химики сейчас обратились к вопросу о том, что происходит с молекулами газа на поверхности капель воды. Стефани Ота и Джеральдин Ричмонд из Орегонского университета изучали поведение диоксида серы, загрязняющего вещества, образующегося в процессе горения и запускающего ряд химических реакций в атмосфере. Это производит, среди прочего, серную кислоту и сернистую кислоту, которые влияют на климат в форме аэрозоля и наносят ущерб растительности и зданиям в виде кислотных дождей.
Однако эта реакция в основном протекает в мелких каплях воды, а не в газовой фазе. Следовательно, диоксид серы должен попасть в каплю: для этого молекула связывается с поверхностью капли, прежде чем она втянется и растворится - образуются комплексы, в которых SO2молекула связана с тремя молекулами воды, соединенными водородной связью. Чтобы изучить этот процесс более подробно, исследователи изучили поведение поверхностных комплексов вода-диоксид серы при различных температурах.
Потому что количество молекул воды на поверхности, связывающих таким образом диоксид серы, сильно зависит от температуры. В то время как почти все молекулы воды на поверхности участвуют в этих адсорбциях чуть выше точки замерзания, их доля значительно уменьшается при более высоких температурах. Связываясь, молекулы газа вызывают изменение структуры воды: в то время как плечи H2O, которые не участвуют в водородных связях с другими молекулами воды, обычно в основном параллельны поверхности, диоксид серы заставляет их следовать наружу, так что капля воды покрыта радиально направленными наружу участками связывания. Теперь можно начинать дальнейшие этапы реакции. (лф)