samlet molekylært billede af overfladerne af vandig syre, base og saltopløsninger

den molekylære struktur af grænsefladeregionerne af vandige elektrolytter er dårligt forstået på trods af dets afgørende betydning i mange biologiske, teknologiske og atmosfæriske processer. En langsigtet kontrovers vedrører mellem standardbilledet af et ionfrit overfladelag og den stærkt ionspecifikke opførsel, der i mange tilfælde indikerer betydelige tilbøjeligheder af enkle uorganiske ioner til grænsefladen. Her præsenterer vi et samlet og konsistent billede af strukturen af luft/opløsningsgrænsefladen af vandige elektrolytter indeholdende monovalente uorganiske ioner. Molekylære dynamikberegninger viser, at de positivt ladede ioner, såsom alkalikationer, i saltopløsninger og baser frastødes fra grænsefladen, hvorimod anionerne, såsom halogenider eller hydroksid, udviser en varierende overfladetilbøjelighed, primært korreleret med ionpolariserbarheden og størrelsen. Syrernes opførsel er forskellig på grund af en betydelig tilbøjelighed til hydroniumkationer til luft/opløsningsgrænsefladen. Derfor udviser både kationer og anioner forbedrede koncentrationer på overfladen, og følgelig reducerer disse syrer (i modsætning til baser og salte) overfladespændingen af vand. Resultaterne af simuleringerne understøttes af overfladeselektiv ikke-lineær vibrationsspektroskopi, som blandt andet afslører, at hydroniumkationerne er til stede ved luft/opløsningsgrænsefladen. De ionspecifikke tilbøjeligheder til luft – / opløsningsgrænsefladen har vigtige konsekvenser for en lang række heterogene fysiske og kemiske processer, herunder atmosfærisk kemi af aerosoler, korrosionsprocesser og boblesammensmeltning.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.