Новости химической науки > Как гидроксид-ион перемещается в растворе

Исследователи из Германии уверяют, что они смогли объяснить, почему гидроксид-ион (OH^–) может быстро перемещаться в воде. Причина заключается в слабых водородных связях, которые он может образовывать.

Электронная спектроскопия демонстрирует, что гидроксид-анионы могут «передавать» воде водородную связь. (Рисунок из Nature, 2008, 455, 89)

Хотя ион OH^– и играет большую роль во многих химических и биологических процессах, характер его взаимодействия с водой до конца неясен. Знания об особенностях сольватации этого иона может дать нам новую информацию о процессах, протекающих в водных растворах.

Известно, что ионы OH^– весьма быстро перемещаются в растворе, однако не все ученые согласны с тем, что за эти быстрые перемещения отвечает сольватация. В соответствии с классическим подходом ионы OH^– рассматриваются как своего рода «ионные дыры», которые не могут образовывать водородные связи.

Тем не менее, существуют теоретические работы, в которых предполагается, что ионы OH^– можно считать частицами, образующими весьма лабильные комплексы с водой. Исследовательская группа под руководством Берндта Винтера (Bernd Winter) подтвердила правильность этих теоретических выкладок экспериментально. Винтер продемонстрировал, что в отличие от протона атом водорода иона OH^– может образовывать слабую водородную связь с соседней молекулой воды.

Известно, что ион OH^– может образовать до четырех водородных связей с участием молекул воды за счет своего атома кислорода, однако подтверждение возможности образования водородной связи за счет водорода OH^– представляет собой более сложную задачу.

Для ее решения группа немецких исследователей использовала методику, основанную на принципах электронной микроскопии, достаточно чувствительную для различения «донорных» и «акцепторных» водородных связей. Изучение локальных электронных структур молекул в водно-щелочных растворах позволило обнаружить процессы переноса электронов, протекающие очень быстро – в течение 6 фемтосекунд. Факт обнаружения такого переноса говорит об образовании водородной связи за счет атома водорода иона OH^–.

Источник: Nature, 2008, 455, 89 (DOI: 10.1038/nature07252)

метки статьи: #аналитическая химия, #кинетика и катализ, #физическая химия