Sciencemag.cz
Doporučujeme
V uplynulých pár letech se objevily studie, které tvrdily, že chemii tak jednoduché sloučeniny, jako je voda, zdaleka nerozumíme, a to ani za běžných podmínek. Na povrchu kapiček vody má docházet k reakcím s kyslíkem za vzniku peroxidu. Takže voda jakoby bývá pokryta vrstvou peroxidu vodíku, i když reakce by dle učebnic měla probíhat opačným směrem a peroxid se měl rozkládat. Lze snad říct, že voda je na vzduchu chemicky nestabilní? (Výše je samozřejmě krajně zjednodušené a není to tak dramatické; ať tak či tak, na peroxid by se přeměnil jen minimální podíl vody.)
Viz také:
V mikrokapičkách vody vzniká samovolně peroxid
Kondenzující voda se může měnit na peroxid
Tým z King Abdullah University of Science and Technology se nyní na tuto otázku zaměřil podrobněji. Závěr má znít, že peroxid nevzniká spontánně reakcí vody s molekulárním kyslíkem, ale je k tomu potřeba ozon.
Předcházející výzkumy vedly k závěru, že mikrokapičky vody obsahují peroxid vodíku v koncentraci 30–110 mikromolů (na litr). Příslušné mikrokapičky vznikaly kondenzací vodní páry nebo rozprašováním kapalné vody pod tlakem. Objevila se např. hypotéza, že jev je důsledkem ultravysokého elektrického pole na rozhraní vzduch-voda, které napomáhá tvorbě radikálů OH, ale žádný přímý důkaz o tom podán nebyl.
Nový výzkum použil speciální fluorescenční test, který dokáže detekovat peroxid vodíku i v nižších koncentracích než při předcházejících experimentech. V kondenzovaných mikrokapičkách horké vody přitom vědci nezjistili žádný H2O2, ale v mikrokapičkách z běžných ultrazvukových zvlhčovačů až jeden mikromol peroxidu (stále tedy ale mnohem méně než při studiích výše). Při sprejování vznikají rázové vlny, nicméně z dalšího zkoumání má vyplývat, že nestačí (nemají dost energie) k tomu, aby se voda přeměnila na peroxid.
Proč tedy Kalifornii (Stanford) a Saúdské Arábii (King Abdullah University of Science and Technology) vše fungovalo jinak? Závěr zní, že za vše může ozon. Pokud se voda rozprašovala nejen dusíkem, ale dusíkem smíchaným s ozonem, koncentrace peroxidu vodíku na povrchu kapiček rostla.
A v Kalifornii je prostě obecně vyšší koncentrace ozonu než v Saúdské Arábii. Ačkoli se ozon ve vodě rozpouští minimálně, zvýšená plocha povrchu mikrokapiček vede k vyšší koncentraci ozonu a ten pak rychle reaguje za vzniku H2O2. Učebnice chemie měly pravdu, s normálním molekulárním kyslíkem voda nereaguje – takový je alespoň poslední příspěvek k této otázce.
Nayara H. Musskopf et al, The Air–Water Interface of Water Microdroplets Formed by Ultrasonication or Condensation Does Not Produce H2O2, The Journal of Physical Chemistry Letters (2021). DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c02953
Zdroj: King Abdullah University of Science and Technology / Phys.org
