Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

16.08.2018
16:19

Планетологи признали Землю "нормальной" планетой

16.08.2018
16:12

Ученые выяснили, почему обширная область пространства имеет низкую прозрачность

16.08.2018
15:44

Фирма SpaceX обещает организовать доставку астронавтов к МКС в кратчайшие сроки

16.08.2018
12:24

В радиогалактике обнаружен необычный джет в форме тора

16.08.2018
12:18

Железо и титан в атмосфере экзопланеты

16.08.2018
12:15

Иные планетные системы близки по составу к Земле, выяснили ученые

16.08.2018
12:12

«Мини-спутники» Земли могут помочь разрешить загадки, связанные с астероидами

16.08.2018
11:57

Физики доказали асимметрию протонного транспорта в воде при температуре максимальной плотности

    Американским физикам впервые удалось экспериментально подтвердить асимметрию двух механизмов переноса протона в воде при четырех градусах Цельсия, когда вода обладает максимальной плотностью. С помощью теоретического анализа ученые предсказывали, что при этой температуре гидроксид-анионы могут образовывать гидратные комплексы сразу с четырьмя молекулами воды, что сильно снижает скорость анионного механизма переноса протона, но при этом не влияют на скорость катионного переноса. Спектроскопия ядерно-магнитного резонанса впервые помогла доказать это необычное свойство воды экспериментально, пишут ученые в Physical Review Letters.

    Причина большинства необычных физических и химических свойств воды — наличие в ней системы водородных связей, возникающих между атомами водорода и кислорода, которые и приводят к возникновению локальной структуры. Например, именно из-за водородных связей максимальная плотность у воды наблюдается не при минимальной температуре, а при четырех градусах Цельсия. Известно также, что водородные связи определяют и проводящие свойства воды, связанные с переносом протонов H+.

    В транспорте протонов участвуют процессы с участием ионов, на которые молекулы воды диссоциируют в результате автопротолиза: катионов гидроксония H3O+ и гидроксид-анионов OH-. Протон может переноситься между гидроксид-анионом, гидроксонием и самой молекулой воды или перемещаться с этими частицами по среде. При этом все реакции переноса протона от одной частице к другой происходят с образованием промежуточных состояний с водородной связью, поэтому ученые предсказывали, что протонная проводимость (как и плотность) должна иметь особенность при четырех градусах Цельсия. Кроме того, по теоретическим оценкам, эта особенность должна по-разному проявляться для анионного и катионного типов транспорта. Тем не менее, проверить это предположение в эксперименте до сих пор не удавалось.

    Новый подход для экспериментальной проверки механизма асимметричного ионного транспорта предложили американские физики под руководством Алексея Ершова (Alexej Jerschow) из Нью-Йоркского университета. Эксперимент ученые проводили с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса при различных температурах вблизи температуры максимальной плотности в четыре градуса Цельсия. Скорости переноса протона от одной молекулы воды к другой определялись из двух времен спиновой релаксации в изотопе кислорода-17 в нейтральной среде (pH = 7).

    В результате авторам работы удалось показать, что при четырех градусах Цельсия гидроксид-анион имеет максимальное время жизни — около 8 пикосекунд. Для ионов гидроксония подобного поведения не наблюдается, из-за чего в системе действительно возникает асимметрия между анионным и катионным механизмами протонного транспорта. Именно такое поведение было предсказано теоретически и объясняется образованием устойчивых гидратных комплексов из гидроксид-аниона, окруженного четырьмя молекулами воды как раз при температуре максимальной плотности.

    Дополнительным подтверждением предложенного механизма стало замедление скорости протонного транспорта в воде при добавлении в воду щелочи. Известно, что перенос протонов можно катализировать, добавив в воду как кислоту (то есть источник катионов H3O+), так и щелочь (то есть источник анионов OH-). Оказалось, что в щелочной среде скорость переноса протонов имеет выраженный минимум при температуре максимальной плотности воды, что также говорит в пользу теоретических предсказаний.

    Чтобы показать, что такое поведение действительно связано с температурой максимальной плотности воды и структурой водородных связей, аналогичный эксперимент ученые провели для тяжелой воды D2O. Известно, что из-за эффекта Уббелоде замена протия на дейтерий приводит к небольшому изменению геометрии водородных связей, что становится причиной небольшого сдвига температуры максимальной плотности и изменению тех свойств, которые зависят от структуры водородных связей. Оказалось, что и в случае тяжелой воды асимметрия протонного транспорта возникает именно при температуре максимальной плотности.

    По словам авторов работы, им впервые удалось экспериментально доказать наличие аномалий протонной проводимости при температуре максимальной плотности воды, а также асимметрию катионного и анионного механизмов протонного транспорта. В будущем эти данные могут быть использованы как для создания сложнокоординированных гидратных комплексов в воде и управления возможной структурой льда, так и для описания свойств других жидкостей с похожей структурой связей.

    Именно наличие в жидкости особой структуры с выраженными тетраэдрическими элементами делает некоторые вещества похожими на воду. Например, недавно японские физики установили, что по степени тетраэдричности структуры жидкостей и твердых кристаллов можно предсказать аномалии их физических свойств, в том числе плотности. Из-за этого, например, на воду по свойствам оказывается похож оксид кремния. Ученые заметили, что вода и оксид кремния ведут себя одинаково при кристаллизации, но при этом, правда, заметно отличаются по механизму формирования стеклообразного состояния.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/08/15/proton-transfer-kinetics

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

16.08.2018
08:35

"Не понятно ли..." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

16.08.2018
08:14

Зонд New Horizons подтвердил существование водородной стены на окраине Солнечной системы

16.08.2018
08:05

Найдено решение полувековой загадки физики

16.08.2018
08:02

Обнаружена новая разновидность кота Шредингера

16.08.2018
07:57

Спам занимает половину мирового почтового трафика

15.08.2018
21:31

Умер замечательный детский писатель Эдуард Успенский

15.08.2018
19:33

Человек предсказывает явления в миллиардах световых лет от зоны обитания! Есть сверхновая!

15.08.2018
18:36

Замечена неизвестная структура на границе Солнечной системы

15.08.2018
18:31

Ученые объяснили видимое отсутствие воды на экстремально горячих планетах

15.08.2018
18:29

В скоплении звезд Омега Центавра шанс обнаружить жизнь чрезвычайно мал

15.08.2018
18:26

Ученые находят большое количество черных дыр промежуточных масс

15.08.2018
17:54

Российский дрон может осуществлять наблюдение в условиях нулевой видимости

<< 301|302|303|304|305|306|307|308|309|310 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList