Хіміки з Данії експериментально підтвердили можливість утворення гідротріоксидів - вибухових органічних окислювачів - з пероксидних радикалів в атмосферних умовах. Виявилося, що в атмосфері може утворюватися до 10 мільйонів тонн гідротріоксидів щороку. Вплив цих незвичайних сполук на атмосферні процеси ще належить вивчити, пишуть вчені в.
Гідротріоксиди - органічні сполуки, в яких є три послідовно пов'язані один з одним атома кисню. Їх рідко застосовують у лабораторній практиці: вони легко розкладаються з вибухом і проявляють сильні окислювальні властивості. Але хімікам відомо, що гідротріоксиди можуть виходити в результаті радикальних реакцій між пероксидними (ROO·) і гідроксильними (· OH) радикалами, які постійно утворюються в атмосфері з кисню, води і газоподібних вуглеводнів. При цьому за рахунок своїх окислювальних властивостей гідротріоксиди можуть впливати на різні хімічні процеси в атмосфері, але хіміки досі не підтвердили експериментально можливість їх утворення в атмосферних умовах.
Хіміки під керівництвом Хенріка К'єргора (Henrik Kjaergaard) з Копенгагенського університету вирішили змоделювати освіту гідротріоксидів в атмосферних умовах. Вони змішали ізопропільнітрит - з нього під дією світла виходять гідроксильні радикали - з триметиламіном при кімнатній температурі і атмосферному тиску повітря в проточному трубчатом реакторі. Хід реакції хіміки моніторили за допомогою мас-спектрометрії.
Після змішування і початку опромінення вчені відразу виявили пік гідротріоксиду в мас-спектрі реакційної суміші. Причому концентрація продукту лінійно зростала зі збільшенням твору концентрацій гідроксильних і пероксидних радикалів, що відповідало передбачуваному механізму утворення гідротріоксидів. Також хіміки виявили в реакційній суміші побічний продукт - дімер N-оксиду триметиламіну, який утворився в реакції двох пероксидних радикалів між собою.
Щоб показати, як гідротріоксиди можуть утворюватися в атмосфері, хіміки повторили досліди в трубчатому реакторі, але взяли замість триметиламіну ізопрен - один з найпоширеніших в атмосфері вуглеводнів. У цьому випадку хіміки спостерігали утворення різних ізомерних гідротріоксидів, концентрація яких збільшувалася так само, як і в дослідах з триметиламіном. Причому розраховані константи швидкості реакцій не перевищували 10-10 кубічних сантиметрів на молекулу в секунду. Такі значення вказали вченим на те, що реакції утворення гідротріоксидів протікають дуже швидко і не потребує подолання великого енергетичного бар'єру.
Далі хіміки спробували розрахувати, скільки гідротріоксидів утворюється в атмосфері щороку з ізопрена. Виходячи з попередніх дослідів вони розрахували, який час молекула гідротріоксиду може проіснувати в атмосфері: виявилося, що ці з'єднання вступають у подальші перетворення або розкладаються всього за кілька годин. Тоді за допомогою комп'ютерної симуляції вчені з'ясували, що до 10 мільйонів тонн гідротрикосидів може утворюватися в атмосфері щороку тільки з ізопрена.
Так, хіміки змогли показати, як гідротріоксиди можуть утворюватися в атмосфері, і в якій кількості. На думку авторів статті, концентрація гідроктріоксидів в деяких частинах атмосфери може досягати 107 молекул на кубічний сантиметр, і їх вплив на хімічні процеси в атмосфері необхідно вивчити.
Імовірно, гідротріоксиди можуть брати участь у хімічних реакціях всередині частинок аерозолів, які захищають Землю від надлишку сонячного випромінювання. Нещодавно ми розповідали про те, як саме аерозолі можуть утворюватися в тропосфері.