Unified molecular bilde av overflatene av vandige syre, base og saltløsninger

den molekylære strukturen av grenseflaten regioner av vandige elektrolytter er dårlig forstått, til tross for sin avgjørende betydning i mange biologiske, teknologiske og atmosfæriske prosesser. En langsiktig kontrovers gjelder mellom standardbildet av et ionfritt overflatelag og den sterkt ionspesifikke oppførselen som i mange tilfeller indikerer betydelige tilbøyeligheter av enkle uorganiske ioner for grensesnittet. Her presenterer vi et enhetlig og konsistent syn på strukturen i luft / løsningsgrensesnittet av vandige elektrolytter som inneholder monovalente uorganiske ioner. Molekylær dynamikk beregninger viser at i saltløsninger og baser de positivt ladede ioner, slik som alkali kationer, er frastøtt fra grensesnittet, mens anioner, slik som halogenider eller hydroksid, viser en varierende overflate tilbøyelighet, korrelert primært med ion polariserbarhet og størrelse. Oppførselen til syrer er forskjellig på grunn av en betydelig tilbøyelighet til hydroniumkationer for luft/løsningsgrensesnittet. Derfor utviser både kationer og anioner økte konsentrasjoner på overflaten, og følgelig reduserer disse syrer (i motsetning til baser og salter) overflatespenningen av vann. Resultatene av simuleringene støttes av overflate selektiv ikke-lineær vibrasjonsspektroskopi, som blant annet viser at hydroniumkationene er tilstede ved luft / løsningsgrensesnittet. Ionspesifikke tilbøyeligheter for luft / løsningsgrensesnittet har viktige implikasjoner for en rekke heterogene fysiske og kjemiske prosesser, inkludert atmosfærisk kjemi av aerosoler, korrosjonsprosesser og bobleforbindelse.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.