Làm thế nào để các axit hoạt động trong không gian giữa các vì sao

Nhóm do Giáo sư Martina Havenith, Chủ tịch Hóa học II và Giáo sư Dominik Marx, Chủ tịch Hóa học lý thuyết, từ Ruhr-Universität Bochum, cùng với nhóm do Tiến sĩ Britta Redlich từ Đại học Radboud, Nijmegen, mô tả. tạp chí Science Advances , được xuất bản trực tuyến trước vào ngày 7 tháng 6 năm 2019.

Hiểu cách các phân tử phức tạp được hình thành

Nếu axit hydrochloric tiếp xúc với các phân tử nước trong điều kiện bình thường, chẳng hạn như ở nhiệt độ phòng, axit sẽ tách ra ngay lập tức: nó giải phóng proton (H +), vẫn còn một ion clorua (Cl-). Nhóm nghiên cứu muốn tìm hiểu xem liệu quá trình tương tự cũng diễn ra ở nhiệt độ cực thấp dưới mười Kelvin, tức là dưới âm 263,15 độ C. “Chúng tôi muốn biết liệu hóa học axit-kiềm giống như chúng ta biết trên Trái đất cũng tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt trong không gian giữa các vì sao,” Martina Havenith, Diễn giả của Cluster of Excellence Resolv giải thích. “Các kết quả rất quan trọng để hiểu làm thế nào các phân tử hóa học phức tạp hơn hình thành trong không gian – rất lâu trước khi tiền thân đầu tiên của sự sống ra đời.”

Để tái tạo nhiệt độ cực thấp trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã cho các phản ứng hóa học diễn ra trong một giọt helium siêu lỏng. Họ đã theo dõi các quá trình bằng cách sử dụng một loại quang phổ hồng ngoại đặc biệt, có thể phát hiện các rung động phân tử với tần số thấp. Một tia laser với độ sáng đặc biệt cao, như có sẵn ở Nijmegen, là cần thiết cho việc này. Mô phỏng máy tính cho phép các nhà khoa học giải thích kết quả thí nghiệm.

Nó đi xuống theo thứ tự

Trước hết, các nhà nghiên cứu đã thêm bốn phân tử nước, lần lượt là phân tử axit clohydric. Axit hydrochloric phân ly trong quá trình này: nó đã tặng proton của nó cho một phân tử nước và một ion hydronium đã được tạo ra. Các ion clorua còn lại, ion hydronium và ba phân tử nước khác tạo thành một cụm.

Tuy nhiên, nếu các nhà nghiên cứu lần đầu tiên tạo ra một cụm giống như băng từ bốn phân tử nước và sau đó thêm axit clohydric, họ đã mang lại một kết quả khác: phân tử axit clohydric không phân ly; proton vẫn liên kết với ion clorua.

“Trong các điều kiện có thể tìm thấy trong không gian giữa các vì sao, các axit do đó có thể phân ly, nhưng điều này không nhất thiết phải xảy ra – cả hai quá trình là hai mặt của cùng một đồng tiền, có thể nói,” Martina Havenith tóm tắt.

Hóa học trong không gian không đơn giản

Các nhà nghiên cứu cho rằng kết quả cũng có thể được áp dụng cho các axit khác, tức là nó đại diện cho nguyên tắc cơ bản của hóa học trong điều kiện cực hạn. “Hóa học trong không gian không có nghĩa là đơn giản, nó thậm chí có thể phức tạp hơn hóa học trong điều kiện hành tinh”, Dominik Marx nói. Rốt cuộc, nó không chỉ phụ thuộc vào tỷ lệ pha trộn của các chất phản ứng mà còn phụ thuộc vào thứ tự chúng được thêm vào nhau. “Hiện tượng này cần được xem xét trong các thí nghiệm và mô phỏng trong tương lai trong điều kiện cực đoan”, nhà nghiên cứu nói.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Ruhr-University Bochum . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. Devendra Mani, Ricardo Pérez de Tudela, Raffael Schwan, Nitish Pal, Saskia Körning, Harald Forbert, Britta Redlich, AFG van der Meer, Gerhard Schwaab, Dominik Marx, Martina Havenith. Sự hòa tan axit so với sự phân ly ở điều kiện stardust của người Hồi giáo: Vấn đề trình tự phản ứng . Tiến bộ khoa học , 2019; 5 (6): eaav8179 DOI: 10.1126 / sciav.aav8179