О физико-химических превращениях с участием воды вблизи температуры –45 °C
Authors: Bordonsky Georgy S. , Gurulev Alexander A. 
Published: January 2020

Представлена гипотеза о новом механизме ускорения химических реакцийс участием переохлажденной воды вблизи –45 °C. Гипотеза основана на свойствах второйкритической точки воды. Предполагается, что возрастание флуктуации энергии молекулводы приводит к ускорению протекания химических превращений. В эксперименте сиспользованием нанопористых увлажненных силикатных сорбентов удалось наблюдатьреакцию взаимодействия водорода с поверхностью пор при –45 °C. Химические реакциис участием воды по предполагаемому механизму могут ускоренно протекать на линииВидома при температурах от –45 °C до –53 °C и в области давлений от 0 до 100 MPa.

ЛИТЕРАТУРА1. Palmer M. Y., Cordiner M. A., Nixon C. A., Charnley S. B., Teanby N. A., Kisiel, Z., Irwin P. G. J., MummaM. J. ALMA detection and astrobiological potential of vinyl cyanide on Titan // Science Advances, 2017,v. 3(7), p. e1700022/6. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.17000222. Goesmann F., Rosenbauer H., Bredehöft J. H., Cabane M., Ehrenfreund P., Gautier T., Giri C.,Kröger H., Le Roy L., MacDermott A.J., McKenna-Lawlor S., Meierhenrich U.J., Caro G.M.M., Raulin F.,Roll R., Steele A., Steininger H., Sternberg R., Szopa C., Thiemann W., Ulamec S. Organic compounds on comet67P/Churyumov–Gerasimenko revealed by COSAC mass spectrometry // Science, 2015, v. 349(6247),p. aab0689-1/3. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aab06893. Mumma M. J., Villanueva G. L., Novak R. E., Hewagama T., Bonev B. P., DiSanti M. A., Mandell A. M.,Smith M. D. Strong release of methane on Mars in northern summer 2003 // Science, 2009, v. 323(5917),pp. 1041–1045. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1165243.4. Кораблев О. И. Исследования атмосфер планет земной группы // Успехи физических наук, 2005,т. 175(6), с. 655-664.5. Сергеев Г. Б., Батюк В. А. Криохимия. М.: Химия, 1978, 296 с.6. Шавлов А. В., Писарев А. Д., Рябцева А. А. Динамика электропроводности пленок металловво льду при его структурном превращении. Рекомбинационно-фононный механизм ускорения коррозии // Криосфера Земли, 2006, т. 10(3), с. 42–48.7. Шавлов А. В., Писарев А. Д., Рябцева А. А. Коррозия пленок металлов во льду. Динамикаэлектропроводности пленок // Журнал физической химии, 2007, т. 81(7), с. 1180–1185.8. Великоцкий М. А. Коррозионная активность грунтов в различных природных зонах // ВестникМосковского университета. Серия 5: География, 2010(1), с. 21–27.9. Лотник С. В., Казаков В. П. Низкотемпературная хемилюминесценция. М.: Наука, 1987, 176 с.10. Шабатина Т. И., Сергеев Г. Б. Реакции при низких температурах в химии наносистем // Успе-хи химии, 2003, т. 72(7), с. 643–663.11. Chaplin M. Water Structure and Science. Режим доступа: http://www.lsbu.ac.uk/water/chaplin.html(дата обращения: 23.09.2019)12. Rosenfeld D., Woodley W. L. Deep convective clouds with sustained supercooled liquid water downto - 37.5 °C // Nature, 2000, v. 405(6785), pp. 440–442. DOI: https://doi.org/10.1038/3501303013. Бордонский Г. С., Орлов А. О. Признаки возникновения льда “0” в увлажненных нанопористыхсредах при электромагнитных измерениях // Письма в Журнал экспериментальной и теоретическойфизики, 2017, т. 105(7-8), с. 483-488. DOI: https://doi.org/10.7868/S0370274X1708004514. Limmer D. T., Chandler D. The putative liquidliquid transition is a liquid-solid transition in atomisticmodels of water // Journal of Chemical Physics, 2011, v. 135, pp. 134503/10. DOI: https://doi.org/10.1063/1.364333315. Mishima O. Volume of supercooled water under pressure and the liquid-liquid critical point // Journalof Chemical Physics, 2010, v. 133(14), p. 144503/6. DOI: https://doi.org/10.1063/1.348799916. Handle P. H., Loerting T., Sciortino F. Supercooled and glassywater:Metastable liquid(s), amorphoussolid(s), and a no-man’s land // Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2017, v. 114(51),pp. 13336-13344. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.170010311417. Speedy R. J., Angell C. A. Isothermal compressibility of supercooled water and evidence for a thermodynamic singularity at -45°C // The Journal of Chemical Physics, 1976, v. 65(3), pp. 851-858. DOI:https://doi.org/10.1063/1.43315318. Анисимов М. А. Холодная и переохлажденная вода как необычный сверхкритический флю-ид // Сверхкритические флюиды: Теория и практика, 2012, т. 7(2), с. 19–37.19. Бордонский Г. С., Гурулев А. А. Экспериментальное доказательство существования линииВидома по особенностям поведения водорода в нанопористом силикате при -45°C и атмосферномдавлении // Письма в Журнал технической физики, 2017, т. 43(8), с. 34–40. DOI: https://doi.org/10.21883/PJTF.2017.08.44541.1658120. Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Крылов С. Д., Цыренжапов С.В. Использование микроволновойспектроскопии для изучения состояния переохлажденной воды // Конденсированные среды и меж-фазные границы, 2019, т. 21(1), с. 16–23. DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2019.21/71221. Castrillуn R. V. S., Giovambattista N., Aksay I. A., Debenedetti P. G. Structure and energetics of thin fi lmwater // Journal of Physical Chemistry C, 2011, v. 115(11), pp. 4624–4635. DOI: https://doi.org/10.1021/jp108396722. Меньшиков Л. И., Меньшиков П. Л., Федичев П. О. Феноменологическая модель гидрофобных и гидрофильных взаимодействий // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 2017,т. 152(6), с. 1374–1392. DOI: https://doi.org/10.7868/S004445101712021523. Cerveny S., Mallamace F., Swenson J., Vogel M., Xu L. Confi ned Water as Model of Supercooled Water //Chemical Reviews, 2016, v. 116(13), pp. 7608–7625. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b0060924. Горбатый Ю. Е., Бондаренко Г. В. Сверхкритическое состояние воды // Сверхкритическиефлюиды: Теория и практика, 2007, т. 2(2), с. 5–19.25. Паташинский А. З., Покровский В. Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. М.: Наука,1982, 381 с.26. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур. М.: Мир, 2002, 461 с.27. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Том. 5. Статистическая физика. Часть 1.М.: Физматлит, 2002, 616 с.28. Sellberg J. A., Huang C., McQueen T. A., Loh N. D., Laksmono H., Schlesinger D., Sierra R. G.,Nordlund D., Hampton C. Y., Starodub D., Deponte D. P., Beye M., Chen C., Martin A. V., Barty A.,Wikfeldt K. T., Weiss T. M., Caronna C., Feldkamp J., Skinner L. B., Seibert M. M., Messerschmidt M., WilliamsG. J., Boutet S., Pettersson L. G. M., Bogan M. J., Nilsson A. Ultrafast X-ray probing of water structurebelow the homogeneous ice nucleation temperature // Nature, 2014, v. 510(7505), pp. 381–384. DOI: https://doi.org/10.1038/nature1326629. Goy C., Potenza M. A. C., Dedera S., Tomut M., Guillerm E., Kalinin A., Voss K.-O., Schottelius A.,Petridis N., Prosvetov A., Tejeda G., Fernández J. M., Trautmann C., Caupin F., Glasmacher U., Grisenti R. E.Shrinking of Rapidly Evaporating Water Microdroplets Reveals their Extreme Supercooling // Physical ReviewLetters, 2018, v. 120(1), p. 015501/6. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.01550130. Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: Книжный дом «Университет», 2015, 384 с.