ハイドロトリオキシドと呼ばれる数百万トンの非常に反応性の高い化学物質が大気中に数時間残留する可能性があると、新しい研究が示唆しています。これは、人間の健康と地球の気候に影響を与える可能性があります。
化学物質は他の化合物と非常に迅速に相互作用し、それらの存在は、化学者が大気中のプロセスがどのように発生するかを再考する必要があることを意味します。
水素原子と3つの酸素原子を含む化合物であるハイドロトリオキシドは不安定すぎて大気条件下で長持ちしないと長い間考えられてきました。
しかし、新しい研究は、代わりに、ハイドロトリオキシドが多くの一般的な化学反応の通常の生成物であり、大気中の他の化合物と反応するのに十分安定した状態を保つことができることを示しています。
コペンハーゲン大学の化学者であるHenrikGrumKjærgaardはLiveScienceに、「そのうちの1つの寿命が少なくとも20分であることを示した」と語った。 「それで、彼らが大気中で何かをするのに十分な長さです。」
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Kjærgaardは、5月26日にオンラインで公開された大気中の三酸化水素化物形成に関する新しい研究の著者の1人です。 ジャーナルサイエンス （新しいタブで開きます）。
この発見は、大気中で何か新しいことが起こっているという意味ではありません。 むしろ、ハイドロトリオキシドは常にそこで形成されているようです。 しかし、新しい研究は、大気中のこれらの超反応性化学物質の存在が確認されたのは初めてです。
「直接観察することで、これらの化合物が実際に大気中で形成され、驚くほど安定しており、ほとんどすべての化合物から形成されていることを示すことができます」と、コペンハーゲン大学の博士課程の学生であるJing Chen 、 声明で言った （新しいタブで開きます）。 「今、すべての憶測は止められなければならない。」
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強力な酸化剤
ハイドロトリオキシドは、ポリオキシド水素の一種です。 水は最も単純で最も一般的な水素ポリオキシドであり、2つの水素原子と1つの酸素原子（H2O）があります。
もう1つの過酸化水素は過酸化水素です。これは2つの酸素原子（H2O2）を持ち、漂白剤または消毒剤として一般的に使用されます。 余分な酸素原子はまた、多くの過酸化物を非常に可燃性にし、ロケット燃料の成分として使用されることもあります。
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ハイドロトリオキシドは、3つの酸素原子が互いに結合しているため、さらに段階が進んでおり、過酸化物よりもさらに反応性が高くなっています。 それらは化学的にROOOHと書かれています。ここで、Rは炭素基などの結合基です。
しかし、過酸化物は大気中の化学反応から形成される可能性があることは知られていますが、ハイドロトリオキシドも大気中で形成される可能性があることは今まで知られていませんでした。
新しい研究では、研究者は、最も一般的な反応の1つであるイソプレンの酸化、多くの植物によって生成される物質の酸化、および動物と天然ゴムの主成分です。
研究者らは、大気中に放出されたイソプレンの約1％がハイドロトリオキシドを形成し、これらの反応から非常に低濃度で生成されると推定しています。大気の立方センチメートルに約1,000万のハイドロトリオキシド分子があり、これはごくわずかな痕跡にすぎません。
「私たちはそれを示すことができたことをとてもうれしく思います [hydrotrioxides] ドイツのライプツィヒにあるライプツィヒ大気化学研究所（TROPOS）の大気化学者である研究の筆頭著者であるTorsten Berndt氏は、LiveScienceに次のように語っています。 Eメール。
大気実験
Berndtは、TROPOSでの研究所の実験を主導して、ハイドロトリオキシドが実際に大気中の化学反応によって生成されたかどうかを発見しました。コペンハーゲン大学のチームは、ハイドロトリオキシドがどのように形成されるかについての理論的側面を研究しました。
Berndtと彼の同僚は、非常に高感度の質量分析を使用して、超反応性ヒドロトリオキシドを検出しました。これは、化学物質の分子量を決定して、化学物質がどの原子で構成されているかを調べることができる手法です。
ハイドロトリオキシドを作るための反応は、 TROPOSフリージェットフローシステム （新しいタブで開きます）、固体の境界によって遮られることなく空気の流れを作成します。
また、この研究では、パサデナにあるカリフォルニア工科大学の大気チャンバーでの実験結果も使用しました。
彼らの研究により、ハイドロトリオキシドが大気中の一般的な化学反応によって形成されることが確認されたので、科学者は次に、化合物が分解する前の数分または数時間の活動中に化合物が人の健康と環境にどのように影響するかを調査します。
「有機化学の知識から、私たちはそれを期待することができます [hydrotrioxides] 大気中の酸化剤として作用するだろう」と述べた。また、肺が非常に低濃度の空気を吸い込んだときに、三酸化水素が影響を与える可能性もある。「しかし、これは現時点ではすべて非常に推測的である」。
ベルント氏によると、三酸化水素は大気中のエアロゾル（火山噴火による灰や大火による煤など、大気中に浮遊する非常に細かい固体粒子や液滴）にも浸透する可能性があり、そこで化学反応を引き起こす可能性があります。 しかし、「それに関する実験的調査は非常に困難です」と彼は言いました。 「やることはたくさんあります。」
もともと公開された ライブサイエンス。