Sciencemag.cz
Doporučujeme
A proč kouzla vyžadující superkritickou těžkou vodu vůbec provádět? Nejde o ropné havárie (tam spíš chceme ropu oddělit ze směsi se slanou vodou), ale o zajímavou analytickou metodu.
Výsledky nového výzkumu byly publikovány v Analytical and Bioanalytical Chemistry, tiskovou zprávu vydal Moscow Institute of Physics and Technology. Vědci dokázali rozpustit ropu v nadkritické vodě (vodě za teplot, když už žádným zvýšením tlaku nelze provést zkapalnění). Směs ropy s vodou zahřívali hodinu při teplotě 360 ºC a tlaku 30 atmosfér. Přitom použili těžkou vodu. Ve vzniklé směsi postupně docházelo k výměně izotopů vodíku, což šlo sledovat.
K čemu je to dobré? Pro analýzu ropy se většinou používá jako hlavní metoda hmotnostní spektrometrie, tímto způsobem se ale získají pouze informace o hmotnostech jednotlivých složek, nikoliv už o konkrétním chemickém složení. Zejména frakce ropy s vysokou molekulovou hmotností mohou obsahovat celou řadu látek a samotné sumární vzorce zase tolik neřeknou, protože souhrnný vzorec dokážeme často přiřadit řadě existujících izomerů; jejich vlastnosti se pochopitelně liší a pro další zpracování potřebujeme určit, o co jde konkrétně.
O „zbytku“ ropy, který neoddělíme ani destilací při 300 ºC, toho vůbec mnoho nevíme (jde o směs fenolů, ketonů, pyridinů, karboxylových kyselin, často i organických sloučenin síry a mnoha dalších látek). To, jak rychle dojde k výměně mezi různými izotopy (v tomto případě: jak rychle v přebytku těžké vody/deuteria nahradí deuterium atomy lehkého vodíku v organických látkách) už naopak vypovídá o struktuře organických látek. Vodíkové „izotopové štítky“ se přednostně připojují pouze na určité oblasti molekul.
Ruští vědci tvrdí, že podobně by se dalo analyzovat chemické složení i u dalších nepolárních látek. Superkritická voda je pro chemii podle všeho vůbec zajímavá. Samozřejmě – mohli bychom využití i nějak „izotopově posunuté“ organické sloučeniny a toto se už pro analýzy chemického složení ropy provádí. Může jít ale o různě toxické látky (organická rozpouštědla), navíc drahé, kde třeba ani nejsou odladěny metody přípravy (jak se dělá „těžký aceton“ apod.)? Dostupnější jsou „izotopově posunuté“ silné anorganické kyseliny či zásady, zde je ale zase problém, že nedochází pouze k rozpouštění, ale i chemickým reakcím (opět se používá vysoká teplota), takže výsledně zjištěné chemické složení už nemusí moc odpovídat původní ropě.
Yury Kostyukevich et al. Speciation of structural fragments in crude oil by means of isotope exchange in near-critical water and Fourier transform mass spectrometry, Analytical and Bioanalytical Chemistry (2019). DOI: 10.1007/s00216-019-01802-5
Zdroj: Phys.org
