Sciencemag.cz
Doporučujeme
Při kondenzaci vodní páry by se nemělo chemický dít nic; voda je přece je i v kyslíkové atmosféře chemicky stabilnější než peroxid vodíku. Na Stanfordu ale (znovu) zjistili, že v podobě mikrokapiček může být voda podstatně reaktivnější, než jak ji běžně známe.
Na možnost této reakce upozornili chemici ze Stanfordu už loni. Viz také: V mikrokapičkách vody vzniká samovolně peroxid
Tehdy bylo pro vznik peroxidu kapičky vody třeba stříkat – něčím na způsob spreje – tedy dodávat energii zvnějšku. Nyní se ukázalo, že se bez toho lze obejít, stačí ponechat mikrokapičky kondenzovat ze vzduchu na chladném povrchu – a částečně přitom zreagují rovněž. Z toho vyplývá, že peroxid by tedy měl vznikat i při tvorbě dešťových kapek nebo mlh; zajímavé je, že si toho zatím nikdo nevšiml.
Konkrétně autoři studie nyní testovali kondenzaci vody na křemíku, sklu, plastech a kovech. Když se pak vlhký povrch otřel papírkem s indikátorem na peroxid, ve všech případech došlo k barevné změně. Koncentrace peroxidu byla v jednotkách na milion, nízká, ale bez problémů detekovatelná i bez složité instrumentální analýzy. Množství vznikajícího H2O2 záviselo na faktorech typu teploty povrchu nebo relativní vlhkosti ve zkušební komoře. S tím, jak mikrokapičky rostly, se koncentrace peroxidu rychle snižovala – možná proto tento jev dosud nikdo nezaznamenal.
Co se týče vlastního vysvětlení reakce, autoři studie navrhují následující: na rozhraní vody a vzduchu vzniká silné elektrické pole, to může nějak aktivovat molekulu kyslíku, např. dojde ke vzniku atomárního kyslíku (či obdobných radikálů) a ten pak alespoň trochu zreaguje. Elektrické pole odpovídá velikosti rozhraní (něco jako poměr povrchu a objemu), u větších kapek ztrácí na významu.
Po loňském oznámení zůstala ovšem řada chemiků k výsledkům skeptických, uvidíme, zda se nyní něco změní. Pokud se vše potvrdí, výsledkem by mohly být nové metody dezinfekce (jak se sluší dodat v době pandemie – třeba nějak efektivněji dezinfikovat povrchy od koronaviru) nebo i chytřejší řízení chemických reakcí, kdy dokážeme např. dodávat oxidační činidlo.
Autoři výzkumu spekulují i o tom, že schopnost vody takto reagovat mohla sehrát roli už při vzniku života. Také by to znamenalo, že kyslíková atmosféra mohla vznikat i bez fotosyntézy. (Poznámka PH: kyslík se uvolňoval i v důsledku rozkladu vody ultrafialovým zářením, ale takhle by ho mohlo vznikat mnohem víc. To, že se živé organismy setkávaly s kyslíkem od samého začátku, tvrdí např. Nick Lane v letos i česky vydané knize Kyslík: Molekula, která stvořila svět. Viz také: Kyslík pozemský život neotrávil).
Jae Kyoo Lee et al. Condensing water vapor to droplets generates hydrogen peroxide, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.2020158117
Zdroj: Stanford University / Phys.org
