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水在极端条件下可当爆炸催化剂

发布时间:2017-12-03 阅读:

  水可能在极端条件下爆炸

  据美国“科学日报”报道,科学家的最新研究表明,水是地球上最常见的物质,在某些极端条件下显示出一些独特的化学性质,甚至可以作为爆炸性催化剂。在几千摄氏度和十万个大气压下,由水分解产生的氧分子和氢分子可以形成有力的爆炸,就像一些大行星的内部条件一样。 \\ u0026美国劳伦斯 - 利弗莫尔国家实验室的科学家指出,在高密度环境下,水对催化复杂爆炸具有意想不到的效果。水在反应中加速了爆炸的化学反应而不会自行消耗。铂和酶通常用作爆炸性催化剂,但很难相信水可以成为爆炸性催化剂。尽管在高压和高温条件下对纯水进行了多年的研究,但在这些极端爆炸性反应条件下,从来不可能将水作为催化剂。用原子理论的第一原理来模拟五季戊四醇四硝酸酯(PETN)的爆炸。研究小组发现,当水在这种环境中分解时,氢离子可以作为还原剂。氢氧化物(OH)作为氧化剂,由水分解形成的这些离子具有强烈的“活性”,可以在反应中心之间运输氧分子。负责这项研究的Christine Wu说:“这对我们来说是一个重大消息,这意味着水可以在其他类型的爆炸和行星中起催化作用。”这个最新研究也推翻了人们长期以来的观点:水只是一种能够扑灭爆炸物的物质。“在极端条件下,由于水的全面分解,它将具有特殊的化学性质,而且氢分子会更快地移动“在这个星球的内部环境中,”克里斯汀说,“她和在实验室里的同事们使用IBM的”深蓝色基因L“超级计算机来模拟水分子的分解。他们发现,在季戊四醇四硝酸酯(2700-3900摄氏度)的爆炸状态下,氢离子和氢氧化物(OH)离子将氧气从储存的氮转移到碳燃料中,最终这种“极端水分子”将起作用关键的化学催化剂。据悉,由于季戊四醇四硝酸酯等爆炸物中的碳,氮,氧,氢等原子,爆炸将主要形成三种气体产品:水,二氧化碳和氮气。研究小组发现,即使水分子浓缩到平衡状态,氮分子也会失去氧分子,主要形成氢而不是碳。他们还发现碳原子主要从氢氧化物捕获氧分子,而不是直接从一氧化氮(NO)或二氧化氮(NO2)捕获氧分子。水在反应过程中不是自我消耗,在此过程中,水经常被分离成氢和氢氧化物,然后结合成水分子。克里斯汀说:“这项研究显示了一些水的能量释放功能,这种催化机制的水分子是完全不同于以前分解季戊四醇四硝酸酯或类似的爆炸物的实验在前面的实验中,水只是作为爆炸的产物存在,最新的发现表明科学家应该重新了解天王星和海王星内部结构中的水分子。“这项研究发表在2009年4月号的”自然 - 化学“(Nature Chemistry)上。 (来源:腾讯科技) (Nature Chemistry,doi:10.1038 / nochem.130,Christine J.Wu,Sorin Bastea)

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