Вода открыла еще одну свою тайну

При температуре +4 градуса скорость движения ионов Н+ и ОН- в воде существенно изменяется. Явление открывает перспективы в области сохранения электрической энергии и в криогенике.

Вода (Н₂О) является отличной средой, в которой перемещаются продукты ее ионизации: протоны Н+ и гидроксид ионы НО-. Именно это свойство делает воду интересным объектом для использования в технологиях производства и хранения электрохимической энергии.

До недавнего времени считалось что Н+ и НО- активно передвигаются за счет слабых направленных водородных связей абсолютно идентично и с одной скоростью. Незначительные различия предсказывались, но до недавнего времени не были подтверждены экспериментально.

Решение вопроса было найдено при температуре максимальной плотности воды. Речь идет о +4 градусах по Цельсию, при которых вода может существовать одновременно в трех агрегатных состояниях. Именно при этой температуре происходит резкое изменение плотности воды. При охлаждении она постепенно увеличивается, как у всех жидкостей, но при +4 резко снижается. Это наглядно видно, когда твердый лед плавает на поверхности воды.

Ядерный магнитный резонанс помог ученым зафиксировать, что ионы Н+ и ОН- при температуре +4 градуса имеют наибольшую продолжительность жизни. И как раз при этой же температуре оказывается наиболее  интенсивным «перескакивание» ионов водорода с одной молекулы на другую (собственно так и происходит направленное движение: ион водорода покидает одну молекулу воды и через некоторое время присоединяется к новому ОН-). А ионы ОН- при +4 градусах Цельсия совершают такие «прыжки» намного медленнее.

Помимо важности сделанного открытия для новых разработок в области электролитических производств, оно проливает свет на протекание физиологических процессов в природе. В частности, изменение кислотности (изменение в растворе ионов Н+) организма резко может повысить выживаемость живых клеток при замерзании.

Источник: Phys.org