Nešto se čudno može dogoditi kapljicama vode. Spontano postanu opasna kiselina?

Foto: Shutterstock

MOŽDA mnogima nije poznato, ali znanstvenici su 2019. otkrili nešto neobično – kapljice vode mogu u nekom trenutku formirati male, ali značajne količine vodikovog peroksida (H2O2).

Da, radi se o hidrogen peroksidu, istoj kiselini koju koristimo za izbjeljivanje kose ili dezinfekciju rana. Sada su znanstvenici ustanovili da se ova spontana reakcija događa pri kontaktu s čvrstim površinama i da može igrati ulogu u sezoni gripe.

"Mislimo da znamo toliko o vodi, supstanci s kojom se najčešće susrećemo, ali onda shvatimo da to nije tako", rekao je kemičar Richard Zare sa Sveučilišta Stanford.

Pretvara se u kiselinu u kontaktu s površinom

Voda je obično prilično stabilna, ali izgleda da se njezino ponašanje mijenja ako se rasprši na jako sitne kapljice. Naime, kako se objekti smanjuju, njihov relativni volumen smanjuje se brže od njihove površine. To znači da će sićušna kapljica vode imati mnogo veći udio svojih molekula izloženih okolišu nego one koje se nalaze u čaši, kanti ili jezeru.

Upravo na ovoj izloženoj površini nastaje vodikov peroksid, piše Science Alert.

Zare i njegovi kolege sa Sveučilišta Jianghan su pomoću boje koja svijetli u prisutnosti H2O2 mapirali pojavu te kiseline u kapljicama koje su u kontaktu sa staklenom površinom. Otkrili su da vodikovog peroksida najviše ima na mjestima gdje dvije tvari dolaze u kontakt.

Ustanovili su da H2O2 nastaje i kada kapljice vode dođu u dodir s devet drugih krutih tvari, uključujući tlo ili prašinu koja lebdi u zraku. U prethodnom su istraživanju otkrili da se taj proces događa spontano, odnosno sam od sebe, kada se na hladnim površinama počne kondenzirati voda iz zraka. Štoviše, količina H2O2 raste s razinom vlage.

"Izgleda da je uzrok tome kontaktna elektrifikacija", objasnio je Zare.

Teže širenje virusa

Kako bi otkrili odakle kapljice uzimaju dodatni atom kisika, znanstvenici su staklenu površinu tretirali njegovim teškim izotopom (18O). Vidjeli su kako su kapljice vode formirale vodikov peroksid uzimanjem atoma 18O sa staklene površine te otkrili da su za to odgovorni reaktivni elementi vodika i kisika, koji se nazivaju hidroksilni radikali, a bili su vezani za površinski materijal.

Kada je nastala kiselina, stručnjaci su izmjerili protok električne energije i potvrdili nalaze prijašnjih studija, koje ukazuju na to da se pri stvaranju hidroksilnih radikala odvija izmjena elektrona tijekom procesa kontaktne elektrifikacije.

To, naravno, ne isključuje mogućnost da se neki od materijala mogu dobiti iz drugih izvora u okolišu poput ozona (O3), ali potvrđuje da su za nastanak H2O2 dovoljne samo kapljice vode i čvrsta površina, navode znanstvenici.

"Kontaktna elektrifikacija pruža i kemijsku osnovu za djelomično objašnjenje sezonalnosti virusnih respiratornih bolesti", rekao je Zare.

Naime, topli i vlažni ljetni zrak može sadržavati male količine vodikovog peroksida, što bi moglo predstavljati prepreku za patogene.

Istraživanje naziva Water–solid contact electrification causes hydrogen peroxide production from hydroxyl radical recombination in sprayed microdroplets objavljeno je u časopisu PNAS.

Pročitajte više

 

Pročitajte više