Лобовые столкновения разрывают водные связи

молекул воды

Яростно сталкивающиеся струи воды могут создать крошечные имплозии, способные к вождению химических реакций, согласно статье в Журнале этой недели американского Химического Общества. Процесс является близким кузеном к люминесценции вследствие кавитации воды в ультразвуковом поле — управляемое звуком создание газовых пузырей, излучающих свет, поскольку они разрушаются — и могут даже иметь практические применения.Когда потоки жидкости быстро в регион низкого давления, турбулентность может генерировать карманы еще более низкого давления, на мгновение понизив точку кипения и генерировав крошечные карманы пара. Эта так называемая кавитация разъедает пропеллеры лодки и дает ручьям их лепет, когда они текут вокруг камней.

Ученые знали в течение многих десятилетий, что тщательно организованные звуковые волны могут произвести подобные пузыри, и они недавно узнали, что эти пузыри разрушаются так яростно, что они достигают температур 5000 kelvins и давлений 1 000 атмосфер — достаточно высоко для вождения химических реакций. Но энергия пузырей, произведенных потоком жидкости, была неизвестна.

Теперь три исследователя в Университете Иллинойса создали пузыри без звуковых волн, вместо этого вызвав два потока воды через крошечные отверстия, которые сверлят в драгоценных камнях. Потоки столкнулись с объединенной скоростью 725 километров в час, и получающиеся имплозии пузыря были достаточно энергичны для разъединения кислородных водородных связей молекул воды. Исследователи измерили темп этой реакции путем растворения йодида калия в воде.

Фотоспектрометр показал формирование трехйодистого соединения, поощряющегося, О, радикалами и перекисью водорода — два продукта поломки молекул воды. Группа говорит, что означает, что температуры в пузырях находятся, вероятно, в диапазоне с 1000 градусами.Метод может однажды использоваться для химического очищения воды, потому что высокотемпературные пузыри могли сломать токсичные растворы как тетрахлорметан, заявляет руководитель группы Кеннет Саслик, несмотря на то, что он добавляет, что темпы реакции до сих пор являются медленными.

Уильям Моузер, инженер-химик в Вустерском политехническом институте в Массачусетсе, говорит, что новая бумага, по крайней мере, доказывает энергию крошечных имплозий: «Это чрезвычайно чисто и хорошо сделанное».


3 комментария

Добавить комментарий