Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 22 – vyšlo 8. června, ročník 5 (2007) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

22/2007

Překvapivá zpráva o vodě

AV ČR

Tisková zpráva AV ČR, 9. 5. 2007

Nejnovější vědecký objev, na němž se významně podílí tým z Akademie věd České republiky, publikoval v těchto dnech významný americký vědecký časopis.

Počítačové simulace, které se uskutečnily v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR v týmu doc. Pavla Jungwirtha ve spolupráci s kolegy na Hebrejské univerzitě v Jeruzalémě a na Univerzitě v Grenoblu ukazují, že monomolekulární povrchová vrstva čisté vody je ve skutečnosti kyselá s pHpH – záporně vzatý dekadický logaritmus koncentrace hydroxoniových iontů H₃O⁺: pH = –log[c(H₃O⁺)]. Chemicky čistá voda má pH = 7, kyseliny od 0 do 7, zásady od 7 do 14. v rozmezí 1,9 až 4,8.

pH – záporně vzatý dekadický logaritmus koncentrace hydroxoniových iontů H3O+: pH = –log[c(H3O+)]. Chemicky čistá voda má pH = 7, kyseliny od 0 do 7, zásady od 7 do 14. Aerosol – homogenní směs malých částic v plynu. Částice mohou být kapalné (mlha), nebo pevné (dým). Aerosoly se do atmosféry uvolňují jak přirozeně (během sopečné činnosti, požárů lesů), tak i působením člověka (spalováním fosilních paliv). Množství aerosolů v atmosféře má vliv na globální ochlazování (na aerosolech je rozptylováno sluneční světlo). Proteiny – bílkoviny, velké organické molekuly tvořené aminokyselinami uspořádanými do lineárních útvarů. Tyto dlouhé řetězce jsou pospojovány peptidovými vazbami (vazba karboxylové skupiny jedné molekuly a aminoskupiny druhé molekuly).

Tento překvapivý teoretický výsledek publikoval prestižní vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Science, USA. V článku se uvádí, že povrch čisté vody překvapivě není pH neutrální, ale kyselý (pH < 4,8). Týká se to horní monomolekulární vrstvy, což se neprojevuje kyselou chutí, ale tato skutečnost může zásadně ovlivnit řadu procesů od chemie atmosférických aerosolůAerosol – homogenní směs malých částic v plynu. Částice mohou být kapalné (mlha), nebo pevné (dým). Aerosoly se do atmosféry uvolňují jak přirozeně (během sopečné činnosti, požárů lesů), tak i působením člověka (spalováním fosilních paliv). Množství aerosolů v atmosféře má vliv na globální ochlazování (na aerosolech je rozptylováno sluneční světlo)., přes technologie, po acidobasické procesyAcidobasický proces – proces, kterého se zúčastní kyselé i zásadité látky. na povrchu proteinůProteiny – bílkoviny, velké organické molekuly tvořené aminokyselinami uspořádanými do lineárních útvarů. Tyto dlouhé řetězce jsou pospojovány peptidovými vazbami (vazba karboxylové skupiny jedné molekuly a aminoskupiny druhé molekuly)..

Typický záběr ze simulace vody metodou molekulární dynamiky. Zobrazen je povrchově vázaný hydroxoniový iont H₃O⁺ (červenobíle) a objemově vázaný hydroxidový iont OH^– (oranžovobíle). Modrobíle je znázorněna samotná vrstva vody. Zdroj: P. Jungwirth, Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.

Schopnost vody se spontánně autoionizovat na hydroxoniové (H₃O⁺) a hydroxidové (OH^–) ionty je zcela zásadní pro technologické, atmosférické a biochemické procesy ve vodných roztocích. Nepřímo o tom víme, když si myjeme vlasy pH-neutrálním šamponem. Nejspíš ale nevíme, že pHpH – záporně vzatý dekadický logaritmus koncentrace hydroxoniových iontů H₃O⁺: pH = –log[c(H₃O⁺)]. Chemicky čistá voda má pH = 7, kyseliny od 0 do 7, zásady od 7 do 14. se na povrchové vrstvě vody může značně lišit od neutrální hodnoty 7.

Nový teoretický výsledek podporují i spektroskopická měření povrchů vody, vodných roztoků a ledových nanokrystalů, která se dělala na Oklahomské univerzitě a v dalších laboratořích ve Spojených státech amerických.

Současné výsledky ukazují, že molekulární povrch vody má neočekávané vlastnosti, které se mohou výrazně projevit v systémech s velkým poměrem povrchu k objemu. To může významně ovlivnit acidobasické procesyAcidobasický proces – proces, kterého se zúčastní kyselé i zásadité látky. na mikroskopických kapkách v atmosféře (aerosolech), ale také například na površích hydratovaných proteinůProteiny – bílkoviny, velké organické molekuly tvořené aminokyselinami uspořádanými do lineárních útvarů. Tyto dlouhé řetězce jsou pospojovány peptidovými vazbami (vazba karboxylové skupiny jedné molekuly a aminoskupiny druhé molekuly)..

Články o tomto objevu vyšly zároveň v britském Chemistry World a americkém Chemistry & Engineering News.

Klip týdne: Voda

Voda. V animaci si postupně na molekulární úrovni prohlédnete vodu vázanou ve formě ledu, poté ve formě chladné kapky a na závěr ve formě horké kapky, ze které se odpařují jednotlivé molekuly do okolí. Zdroj: Chamot Laboratories, Inc. (gif, 1,6 MB)

Odkazy